RU2810003C2 - mRNA PURIFICATION BY TANGENTIAL FLOW FILTRATION - Google Patents

mRNA PURIFICATION BY TANGENTIAL FLOW FILTRATION Download PDF

Info

Publication number
RU2810003C2
RU2810003C2 RU2021126015A RU2021126015A RU2810003C2 RU 2810003 C2 RU2810003 C2 RU 2810003C2 RU 2021126015 A RU2021126015 A RU 2021126015A RU 2021126015 A RU2021126015 A RU 2021126015A RU 2810003 C2 RU2810003 C2 RU 2810003C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mrna molecules
solution
mrna
molecules
filtration
Prior art date
Application number
RU2021126015A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021126015A (en
Inventor
Йоханнес Гайгер
Мартин ТРЕМЛЬ
Original Assignee
Этрис Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Этрис Гмбх filed Critical Этрис Гмбх
Publication of RU2021126015A publication Critical patent/RU2021126015A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2810003C2 publication Critical patent/RU2810003C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: following is described: a method of purifying mRNA molecules and a method of producing a pharmaceutical composition including the step of purifying mRNA using the above method of purifying mRNA molecules. The purification method includes the steps of (Ia) purifying precipitated mRNA molecules from a suspension including precipitated mRNA molecules using a first solution, (Ib) washing and dissolving the purified precipitated mRNA molecules obtained in step (Ia) using a second solution, (IIa) purifying the mRNA molecules from the dissolved mRNA molecules obtained in step (Ib) using a third solution including a chelating agent, and (IIb) washing the purified mRNA molecules obtained in step (IIa) using a fourth solution. Stages (Ia)-(IIb) are carried out using tangential flow filtration.
EFFECT: invention expands the arsenal of high-throughput methods of obtaining purified mRNA molecules.
15 cl, 12 dwg, 13 tbl, 1 ex

Description

Настоящее изобретение относится к способу очистки молекул иРНК, включающему (Iа) очистку осажденных молекул иРНК, из суспензии, включающей осажденные молекулы иРНК, (Iб) промывку и растворение очищенных осажденных молекул иРНК, (IIа) очистку молекул иРНК с использованием раствора, включающего хелатирующий агент, с последующей (IIб) промывкой очищенных молекул иРНК, где стадии (Iа)-(IIб) проводят с использованием фильтрации в тангенциальном потоке.The present invention relates to a method for purifying mRNA molecules, comprising (Ia) purifying precipitated mRNA molecules from a suspension comprising precipitated mRNA molecules, (Ib) washing and dissolving the purified precipitated mRNA molecules, (IIa) purifying the mRNA molecules using a solution including a chelating agent , followed by (IIb) washing of the purified mRNA molecules, where stages (Ia)-(IIb) are carried out using tangential flow filtration.

Генетическая информация хранится в клетке в виде дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и при необходимости может транскрибироваться в рибонуклеиновую кислоту (РНК). Обе молекулы как ДНК, так и РНК, состоят из нуклеотидов, состоящих из азотистого основания, пятиуглеродного сахара и по крайней мере одной фосфатной группы. Существуют различные типы молекул РНК, включая молекулы иРНК, которые несут генетическую информацию для синтеза белка. У эукариот эти молекулы иРНК транскрибируются из ДНК как молекулы незрелой иРНК и впоследствии модифицируются при добавлении, например, 5' кэпа и 3' полиаденозинового (поли (А)) хвоста. Затем молекулы зрелой иРНК переносятся из клеточного ядра в цитоплазму, где они транслируются в белки. Таким образом, последовательность ДНК, а также количество, стабильность и трансляционная эффективность молекул зрелой иРНК в основном определяют синтез белков в клетке.Genetic information is stored in the cell as deoxyribonucleic acid (DNA) and can be transcribed into ribonucleic acid (RNA) when needed. Both DNA and RNA molecules are composed of nucleotides consisting of a nitrogenous base, a five-carbon sugar, and at least one phosphate group. There are different types of RNA molecules, including mRNA molecules, which carry the genetic information for protein synthesis. In eukaryotes, these mRNA molecules are transcribed from DNA as immature mRNA molecules and are subsequently modified by the addition of, for example, a 5' cap and a 3' polyadenosine (poly(A)) tail. Mature mRNA molecules are then transferred from the cell nucleus to the cytoplasm, where they are translated into proteins. Thus, the DNA sequence, as well as the quantity, stability and translational efficiency of mature mRNA molecules, mainly determine the synthesis of proteins in the cell.

Для оптимизации синтеза требуемого белка в клетке, например, в терапевтических целях, подходы на основе иРНК представляют собой многообещающий инструмент. Преимущество использования молекул иРНК заключается в том, что молекулы должны быть введены только в цитоплазму клетки для трансляции белка (Tavernier и др., 2011, J Control Release, 150 (3): 238-247, Yamamoto и др., 2009, Eur J Pharm Biopharm, 71 (3): 484-489). Кроме того, использование молекул иРНК представляет собой представляет собой более простой и более эффективный метод по сравнению с применением соответствующей последовательности ДНК на соответствующем носителе, таком как плазмида, и позволяет исключить значительный риск изменения хромосомной ДНК в случае включения плазмиды или ее частей в геном. Молекулы иРНК в основном образуются при транскрипции in vitro, например, в терапевтических целях. Такие подходы основаны на матричных ДНК, которые создаются либо в ходе линеаризации самой плазмидной ДНК, либо в ходе полимеразной цепной реакции (ПЦР) из плазмидной ДНК. Оба подхода хорошо известны и их можно масштабировать простыми методами. Однако в обоих случаях молекулы иРНК должны быть очищены, прежде чем их можно будет использовать на следующих этапах их применения.To optimize the synthesis of a desired protein in a cell, for example for therapeutic purposes, mRNA-based approaches represent a promising tool. The advantage of using mRNA molecules is that the molecules only need to be introduced into the cytoplasm of the cell for protein translation (Tavernier et al., 2011, J Control Release, 150 (3): 238-247, Yamamoto et al., 2009, Eur J Pharm Biopharm, 71 (3): 484-489). In addition, the use of mRNA molecules is a simpler and more efficient method than using the corresponding DNA sequence on a suitable carrier such as a plasmid, and eliminates the significant risk of alteration of chromosomal DNA if the plasmid or parts thereof are incorporated into the genome. mRNA molecules are mainly produced by in vitro transcription, for example for therapeutic purposes. Such approaches are based on template DNAs, which are generated either by linearization of the plasmid DNA itself or by polymerase chain reaction (PCR) from the plasmid DNA. Both approaches are well known and can be scaled up using simple methods. However, in both cases, the mRNA molecules must be purified before they can be used in the next steps of their application.

Очистка синтезированных молекул иРНК имеет решающее значение, поскольку загрязняющие вещества отрицательно влияют на большинство следующих стадий их применения, прежде всего в терапевтических целях. Различные побочные продукты могут загрязнять требуемые молекулы иРНК, такие как компоненты, использованные и/или образующиеся на предшествующих стадиях, таких как синтез иРНК. В случае обоих подходов, in vivo и in vitro, короткие фрагменты молекулы иРНК могут образоваться, например, в результате гидролиза и прерванной транскрипции. Гидролиз молекулы иРНК может происходить в присутствии катализатора или фермента, а также самопроизвольно, что приводит к деградации соответствующей молекулы иРНК и, таким образом, к образованию фрагментов молекулы иРНК переменной длины. В случае прерванной транскрипции (см., например, Revyakin и др., 2006, Science, 314 (5802): 1139-1143), РНК-полимераза связывается с соответствующим промоторным элементом в молекуле ДНК для транскрипции, при этом раскручивается двойная цепь ДНК, окружающая сайт начала транскрипции и начинается синтез молекулы иРНК. Однако в некоторых случаях РНК-полимераза не отделяется от промоторной области ДНК, а остается неподвижной при транскрипции части молекулы ДНК. По мере того как размотанная ДНК накапливается внутри фермента, РНК-полимераза выталкивает часть ДНК, в которой хранится генетическая информация для транскрипции, и высвобождает синтезированную молекулу РНК длиной от одного до 15 нуклеотидов (см., например, Goldman и др., 2009, Science, 324 (5929): 927-928). Чтобы исключить, например, нежелательный иммунный ответ после введения фармацевтической композиции, включающей такие короткие фрагменты иРНК, существует настоятельная необходимость в получении очищенных нефрагментированных молекул иРНК для их дальнейшего применения, особенно в терапевтических целях.Purification of synthesized mRNA molecules is critical because contaminants negatively affect most downstream applications, primarily for therapeutic purposes. Various by-products can contaminate the desired mRNA molecules, such as components used and/or generated in previous steps such as mRNA synthesis. In the case of both approaches, in vivo and in vitro, short fragments of the mRNA molecule can be formed, for example, as a result of hydrolysis and interrupted transcription. Hydrolysis of an mRNA molecule can occur in the presence of a catalyst or enzyme, or spontaneously, leading to degradation of the corresponding mRNA molecule and, thus, to the formation of fragments of the mRNA molecule of variable length. In the case of interrupted transcription (see, for example, Revyakin et al., 2006, Science, 314 (5802): 1139-1143), RNA polymerase binds to the appropriate promoter element in the DNA molecule for transcription, thereby unwinding the double strand of DNA, surrounding the transcription start site and the synthesis of the mRNA molecule begins. However, in some cases, RNA polymerase does not separate from the promoter region of the DNA, but remains stationary while transcribing part of the DNA molecule. As the unwound DNA accumulates within the enzyme, RNA polymerase pushes out the portion of the DNA that stores genetic information for transcription and releases a synthesized RNA molecule ranging from one to 15 nucleotides in length (see, for example, Goldman et al., 2009, Science , 324 (5929): 927-928). To avoid, for example, an unwanted immune response after administration of a pharmaceutical composition comprising such short fragments of mRNA, there is an urgent need to obtain purified unfragmented mRNA molecules for their further use, especially for therapeutic purposes.

Для очистки молекул иРНК существуют различные подходы, включающие осаждение и фильтрацию, а также их комбинации. Для удаления нежелательных солей, нуклеотидов и белков подходы на основе осаждения РНК представляют собой, например, простой и рентабельный способ получения очищенных молекул РНК в виде пеллеты, которую можно ресуспендировать в требуемом буферном растворе. Для осаждения можно использовать различные растворы, содержащие, например, тиоцианат гуанидина (GSCN), ацетат аммония (NH4OAc), этанол, хлорид лития и ацетат натрия (см. обзор, например, Walker и Lorsch, 2013, Methods Enzymol, 530: 337-343). С другой стороны методы фильтрации основаны на механической концепции для очистки молекулы-мишени, такой как молекулы иРНК. В случае фильтрации, сырье, например, раствор или суспензию, включающую целевые молекулы, такие как иРНК, пропускают через фильтрационную мембрану или над ней, и последний метод называется фильтрацией в тангенциальном потоке (TFF).There are various approaches to purify mRNA molecules, including precipitation and filtration, as well as combinations thereof. For the removal of unwanted salts, nucleotides and proteins, RNA precipitation approaches provide, for example, a simple and cost-effective way to obtain purified RNA molecules in the form of a pellet that can be resuspended in the desired buffer solution. Various solutions can be used for precipitation, containing, for example, guanidine thiocyanate (GSCN), ammonium acetate (NH 4 OAc), ethanol, lithium chloride and sodium acetate (for a review, see, for example, Walker and Lorsch, 2013, Methods Enzymol, 530: 337-343). On the other hand, filtration methods rely on a mechanical concept to purify target molecules such as mRNA molecules. In the case of filtration, the feedstock, such as a solution or suspension, including target molecules such as mRNA, is passed through or over a filtration membrane, and the latter method is called tangential flow filtration (TFF).

В заявках WO 2014/152966 А1 и WO 2015/164773 А1, например, описаны способы очистки молекул иРНК с использованием TFF и различных объемов раствора и/или суспензии. Молекулы иРНК очищают при осаждении молекул иРНК с использованием, например, мочевины, GSCN и/или хлорида калия, и осадки промывают несколько раз. Однако в обоих случаях не было установлено, что при этом можно очищать целевые молекулы иРНК, принимая во внимание короткие фрагменты иРНК, такие как молекулы незрелой иРНК и/или продукты гидролиза.WO 2014/152966 A1 and WO 2015/164773 A1, for example, describe methods for purifying mRNA molecules using TFF and various volumes of solution and/or suspension. The mRNA molecules are purified by precipitating the mRNA molecules using, for example, urea, GSCN and/or potassium chloride, and the precipitates are washed several times. However, in both cases it was not found that this could purify the target mRNA molecules, taking into account short fragments of mRNA, such as immature mRNA molecules and/or hydrolysis products.

В заявке WO 2016/193206 А1 описан способ продуцирования и очистки РНК, где очистка РНК включает по меньшей мере одну стадию TFF и предпочтительно не включает стадию, включающую экстракцию фенолом/хлороформом и/или осаждение ДНК и/или РНК. Более того молекулы РНК предпочтительно очищают с использованием дополнительной стадии очистки с применением, например, катионо- и/или анионообменной хроматографии, и/или обращенно-фазовой хроматографии. Как указано выше, в документе не раскрыта очистка целевых молекул РНК с учетом молекул незрелой иРНК, и/или продуктов гидролиза молекул иРНК.Application WO 2016/193206 A1 describes a method for the production and purification of RNA, where the purification of the RNA includes at least one TFF step and preferably does not include a step involving phenol/chloroform extraction and/or DNA and/or RNA precipitation. Moreover, the RNA molecules are preferably purified using an additional purification step using, for example, cation and/or anion exchange chromatography, and/or reverse phase chromatography. As stated above, the document does not disclose the purification of target RNA molecules taking into account immature mRNA molecules, and/or hydrolysis products of mRNA molecules.

В заявке WO 2018/157133 А1 описаны способы очистки молекул иРНК в препаративном масштабе. Изобретение относится прежде всего к применению перемешиваемой ячейки или встряхиваемого нутч-фильтра для получения прозрачных и гомогенных композиций иРНК. Как описано в разделе Примеры, молекулы иРНК осаждают с использованием GSCN и осадок промывают с использованием раствора, включающего GSCN и этанол. Следует отметить, что композиции молекул иРНК, полученные заявленным способом, сравнивают с композициями, включающими молекулы иРНК, очищенные с использованием TFF, и было установлено, что только очистка на основе TFF приводит к получению раствора, включающего кроме целевых молекул иРНК остаточные ферменты.Application WO 2018/157133 A1 describes methods for purifying mRNA molecules on a preparative scale. The invention relates primarily to the use of a stirred cell or a shaken suction filter to obtain transparent and homogeneous mRNA compositions. As described in the Examples section, mRNA molecules are precipitated using GSCN and the precipitate is washed using a solution containing GSCN and ethanol. It should be noted that the compositions of mRNA molecules obtained by the claimed method are compared with compositions including mRNA molecules purified using TFF, and it was found that only TFF-based purification leads to a solution containing residual enzymes in addition to the target mRNA molecules.

Следовательно, все еще существует необходимость иметь под рукой альтернативные решения, позволяющие эффективно очищать молекулы иРНК в препаративных масштабах, особенно с учетом молекул незрелой иРНК и продуктов гидролиза молекул иРНК, обеспечивая низкие уровни солей, которые могут создавать проблемы при дальнейшем применении, таких как GSCN, и с помощью системы, которую можно автоматизировать простым способом.Therefore, there is still a need to have alternative solutions on hand to efficiently purify mRNA molecules on a preparative scale, especially taking into account immature mRNA molecules and hydrolysis products of mRNA molecules, ensuring low levels of salts that may pose problems in downstream applications, such as GSCN, and with a system that can be automated in a simple way.

Настоящая заявка направлена на необходимость получения очищенных молекул иРНК с высокой производительностью при осуществлении вариантов, изложенных в формуле изобретения.The present application addresses the need to obtain purified mRNA molecules with high throughput when implementing the embodiments set forth in the claims.

Прежде всего настоящее изобретение относится к способу очистки молекул иРНК, причем указанный способ включает (Iа) очистку осажденных молекул иРНК из суспензии, включающей осажденные молекулы иРНК, с использованием первого раствора, (Iб) промывку и растворение очищенных осажденных молекул иРНК, полученных на стадии (Iа), с использованием второго раствора, (IIа) очистку молекул иРНК из растворенных молекул иРНК, полученных на стадии (Iб), с использованием третьего раствора, включающего хелатирующий агент, с последующей (IIб) промывкой очищенных молекул иРНК, полученных на стадии (IIа) с использованием четвертого раствора, где стадии (Iа)-(IIб) проводят с использованием фильтрации в тангенциальном потоке.First of all, the present invention relates to a method for purifying mRNA molecules, the method comprising (Ia) purifying precipitated mRNA molecules from a suspension comprising precipitated mRNA molecules using a first solution, (Ib) washing and dissolving the purified precipitated mRNA molecules obtained in step ( Ia), using a second solution, (IIa) purifying the mRNA molecules from the dissolved mRNA molecules obtained in step (Ib), using a third solution including a chelating agent, followed by (IIb) washing the purified mRNA molecules obtained in step (IIa) ) using a fourth solution, where steps (Ia)-(IIb) are carried out using tangential flow filtration.

Неожиданно было установлено, что способ по настоящему изобретению приводит не только к высокой степени очистки молекул иРНК и, таким образом, к получению раствора, содержащего очищенные молекулы иРНК, но и не содержащего или практически не содержащего продуктов гидролиза молекул иРНК и молекул незрелой иРНК. Прежде всего, было установлено, что при применении указанного способа эффективно удаляются продукты гидролиза молекул иРНК, молекулы незрелой иРНК, белки и соли, которые могут создавать проблемы на последующих стадиях применения. Таким образом, при использовании способа по настоящему изобретению можно получить раствор, включающий очищенные молекулы иРНК, пригодный для последующего применения в таких областях, как фармацевтика.Surprisingly, it was found that the method of the present invention not only leads to a high degree of purification of the mRNA molecules and, thus, to obtaining a solution containing purified mRNA molecules, but also containing no or virtually no hydrolysis products of mRNA molecules and immature mRNA molecules. First of all, it was found that when using this method, hydrolysis products of mRNA molecules, immature mRNA molecules, proteins and salts, which can create problems at subsequent stages of application, are effectively removed. Thus, using the method of the present invention, it is possible to obtain a solution comprising purified mRNA molecules, suitable for subsequent use in areas such as pharmaceuticals.

В контексте настоящего изобретения термин «способ очистки» относится к способу получения целевых молекул из смеси, например, раствора или суспензии, включающих указанные целевые молекулы, предназначенные для очистки, и другие компоненты, отличающиеся от целевых молекул, где концентрация целевых молекул повышается или увеличивается в растворе, полученном после осуществления указанного способа по сравнению с концентрацией целевых молекул в смеси до осуществления указанного способа. Очистку целевых молекул можно также отнести к обогащению указанных целевых молекул при удалении или по меньшей мере в значительной степени удалении компонентов, отличающихся от целевых молекул.In the context of the present invention, the term "purification method" refers to a method of obtaining target molecules from a mixture, for example, a solution or suspension, including the specified target molecules intended for purification and other components other than the target molecules, where the concentration of the target molecules is increased or increased in solution obtained after implementation of the specified method compared to the concentration of the target molecules in the mixture before implementation of the specified method. Purification of target molecules can also be referred to as enrichment of said target molecules by removing, or at least substantially removing, components other than the target molecules.

В контексте настоящего изобретения целевые молекулами являются молекулы иРНК. В данном контексте термин «иРНК» и термин «молекула иРНК», которые используются взаимозаменяемо, относятся к одноцепочечной молекуле РНК, построенной, например, из нуклеотидов А, С, G и/или U, то есть нуклеотидов, включающих аденин, гуанин, цитозин и урацил, в качестве соответствующего азотистого основания. Более того, молекула иРНК содержит одну или более кодирующих последовательностей, которые можно использовать в качестве матрицы в ходе синтеза аминокислотной последовательности при трансляции. Таким образом, предназначенная для очистки молекула иРНК предпочтительно включает кодирующую последовательность, то есть последовательность, которая может быть транслирована в аминокислотную последовательность, такую как белок, и включает стартовый кодон и стоп-кодон. Кодирующая последовательность может являться природной последовательностью, частично или полностью оптимизированной по кодонам последовательностью, полученной из природной последовательности, которая предназначена для использования, или искусственной последовательностью. Оптимизация кодонов относится к методике, которая применяется для максимального повышения экспрессии белка за счет увеличения эффективности трансляции соответствующей молекулы иРНК, поскольку в некоторых случаях существуют кодоны, которые предпочтительно используются некоторыми видами для данной аминокислоты. Более того указанная молекула иРНК может содержать 5' и/или 3' нетранслируемую область (UTR), один или несколько внутренних участков внутренней посадки рибосомы (IRES), одну или несколько дополнительных последовательностей для стимуляции трансляции и/или одну или несколько дополнительных модификаций для регуляции и/или увеличения продолжительности действия. Другие признаки молекул иРНК более подробно описаны ниже.In the context of the present invention, the target molecules are mRNA molecules. As used herein, the term "mRNA" and the term "mRNA molecule", which are used interchangeably, refer to a single-stranded RNA molecule constructed, for example, from nucleotides A, C, G and/or U, that is, nucleotides including adenine, guanine, cytosine and uracil, as the corresponding nitrogenous base. Moreover, the mRNA molecule contains one or more coding sequences that can be used as a template during the synthesis of the amino acid sequence during translation. Thus, the mRNA molecule to be purified preferably includes a coding sequence, that is, a sequence that can be translated into an amino acid sequence such as a protein, and includes a start codon and a stop codon. The coding sequence may be a natural sequence, a partially or completely codon-optimized sequence derived from the natural sequence to be used, or an artificial sequence. Codon optimization refers to a technique that is used to maximize protein expression by increasing the translation efficiency of the corresponding mRNA molecule, since in some cases there are codons that are preferentially used by certain species for a given amino acid. Moreover, said mRNA molecule may contain a 5' and/or 3' untranslated region (UTR), one or more internal ribosome entry sites (IRES), one or more additional sequences to stimulate translation, and/or one or more additional modifications to regulate and/or increasing the duration of action. Other features of mRNA molecules are described in more detail below.

Таким образом следует понимать, что термин «иРНК» означает любую молекулу РНК, которая пригодна для экспрессии аминокислотной последовательности или которая транслируется в аминокислотную последовательность, такую как белок. Таким образом предполагается, что молекула иРНК проявляет свойство и/или активность, которыми она характеризуется, и, таким образом, может транслироваться в аминокислотную последовательность, такую как белок с указанной аминокислотной последовательностью, проявляющей активность и/или свойство, которыми он характеризуется.Thus, the term “mRNA” is understood to mean any RNA molecule that is suitable for expressing an amino acid sequence or that is translated into an amino acid sequence, such as a protein. Thus, the mRNA molecule is assumed to exhibit the property and/or activity by which it is characterized, and thus can be translated into an amino acid sequence, such as a protein with the specified amino acid sequence exhibiting the activity and/or property by which it is characterized.

В данном контексте термин «аминокислотная последовательность» охватывает любой тип аминокислотной последовательности, то есть цепи двух или более аминокислот, которые связаны друг с другом через пептидные связи, и относится к любой исследуемой аминокислотной последовательности. Предпочтительно длина кодируемой аминокислотной последовательности составляет по меньшей мере 5 аминокислот, более предпочтительно по меньшей мере 10 аминокислот, даже более предпочтительно по меньшей мере 50, 100, 200 или 500 аминокислот. Таким образом термин «аминокислотная последовательность» охватывает короткие пептиды, олигопептиды, полипептиды, гибридные белки, белки, а также их фрагменты, такие как фрагменты известных белков, предпочтительно функциональные фрагменты. Например, такие фрагменты могут представлять собой биологически активные фрагменты белка или антигенные фрагменты, такие как эпитопы, которые могут быть эффективными в повышении уровня антител. Что касается функции аминокислотной последовательности, то в данном случае нет ограничении, и возможные аминокислотные последовательности подробно описаны ниже.As used herein, the term "amino acid sequence" covers any type of amino acid sequence, that is, chains of two or more amino acids that are linked to each other through peptide bonds, and refers to any amino acid sequence of interest. Preferably, the length of the encoded amino acid sequence is at least 5 amino acids, more preferably at least 10 amino acids, even more preferably at least 50, 100, 200 or 500 amino acids. Thus, the term "amino acid sequence" covers short peptides, oligopeptides, polypeptides, fusion proteins, proteins, as well as fragments thereof, such as fragments of known proteins, preferably functional fragments. For example, such fragments may be biologically active protein fragments or antigenic fragments, such as epitopes, which may be effective in increasing antibody levels. As for the function of the amino acid sequence, there is no limitation, and possible amino acid sequences are described in detail below.

Напротив, компоненты, подлежащие удалению во время очистки указанных молекул иРНК, и, таким образом, компоненты, отличающиеся от целевых молекул, включают, например, молекулы иРНК, которые частично или полностью подвергаются деградации при гидролизе. Деградация при гидролизе является случайным процессом и образующиеся в результате продукты деградации, в данном контексте называемые «продуктами гидролиза» или также «продуктами гидролиза молекулы иРНК», являются укороченными по меньшей мере на 1 нуклеотид по сравнению с молекулой иРНК, которая подвергалась гидролизу. Таким образом, в зависимости от длины молекулы иРНК, которая подвергалась гидролизу, длина образующихся продуктов гидролиза может составлять, например, менее 10000 нуклеотидов, предпочтительно менее 5000 нуклеотидов, более предпочтительно менее 500 нуклеотидов, даже более предпочтительно менее 250 нуклеотидов, еще более предпочтительно менее 170 нуклеотидов и наиболее предпочтительно менее 120 нуклеотидов. Другой пример компонентов, которые подлежат удалению, представляет собой молекулы незрелой иРНК, длина которых составляет, например, менее 50 нуклеотидов, предпочтительно менее 25 нуклеотидов и более предпочтительно менее 15 нуклеотидов.In contrast, components to be removed during purification of said mRNA molecules, and thus components other than the target molecules, include, for example, mRNA molecules that are partially or completely degraded by hydrolysis. Degradation by hydrolysis is a random process and the resulting degradation products, in this context called “hydrolysis products” or also “mRNA molecule hydrolysis products,” are shortened by at least 1 nucleotide compared to the mRNA molecule that was hydrolyzed. Thus, depending on the length of the mRNA molecule that has been hydrolyzed, the length of the resulting hydrolysis products may be, for example, less than 10,000 nucleotides, preferably less than 5,000 nucleotides, more preferably less than 500 nucleotides, even more preferably less than 250 nucleotides, even more preferably less than 170 nucleotides. nucleotides and most preferably less than 120 nucleotides. Another example of components to be removed are immature mRNA molecules that are, for example, less than 50 nucleotides in length, preferably less than 25 nucleotides, and more preferably less than 15 nucleotides.

Более того, компоненты, предназначенные для удаления в ходе очистки молекул иРНК, включают, например, компоненты, которые использовали в ходе синтеза in vitro целевых молекул, такого как транскрипция in vitro молекул иРНК и/или компонентов, включенных в клетки, использованные для амплификации матриц для синтеза целевых молекул и/или для транскрипции молекул иРНК. В случае транскрипции молекул иРНК in vitro, такие компоненты включают, например, белки, такие как ферменты, использованные для транскрипции in vitro, соли, ионы, такие как ионы магния, нуклеозидтрифосфаты, моно-, ди- и/или трифосфаты, включающие 5' кэп и/или 5' кэп аналоги, незрелые транскрипты, продукты гидролиза, буферное вещество, такое как 3-(N-морфолино)пропансульфоновая кислота (MOPS) и/или хелатирующий агент, такой как этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА).Moreover, components intended to be removed during purification of mRNA molecules include, for example, components that were used during in vitro synthesis of target molecules, such as in vitro transcription of mRNA molecules and/or components included in cells used for template amplification for the synthesis of target molecules and/or for the transcription of mRNA molecules. In the case of in vitro transcription of mRNA molecules, such components include, for example, proteins such as enzymes used for in vitro transcription, salts, ions such as magnesium ions, nucleoside triphosphates, mono-, di- and/or triphosphates including 5' cap and/or 5' cap analogues, immature transcripts, hydrolysis products, a buffer such as 3-(N-morpholino)propanesulfonic acid (MOPS) and/or a chelating agent such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA).

Способ по настоящему изобретению осуществляют методом фильтрации в тангенциальном потоке (TFF). Метод TFF характеризуется тем, что суспензия или раствор, включающие предназначенные для очистки молекулы иРНК, протекают в тангенциальном потоке над поверхностью фильтрационной мембраны, при этом молекулы иРНК предпочтительно удерживаются в концентрате. Следовательно, при проведении TFF для очистки молекул иРНК исключается образование фильтрационной «корки», которая может забить фильтрационную мембрану в течение времени, и таким образом можно увеличить срок использования фильтрационной мембраны.The method of the present invention is carried out by tangential flow filtration (TFF) method. The TFF method is characterized in that a suspension or solution containing the mRNA molecules to be purified flows in a tangential flow over the surface of the filtration membrane, with the mRNA molecules preferentially retained in concentrate. Therefore, by performing TFF to purify mRNA molecules, the formation of filter cakes that can clog the filtration membrane over time is avoided, and thus the useful life of the filtration membrane can be extended.

Таким образом, система очистки целевых молекул по настоящему изобретению представляет собой систему TFF. Система TFF обычно включает фильтрационное устройство, такое как капсула, кассета и держатель или модуль из полых волокон, насос, шланг, вентиль или зажим и резервуар для жидкости, а также, необязательно, манометр (см. Фиг. 1). Систему TFF можно использовать в непрерывном режиме даже при высоких концентрациях молекул иРНК без забивания пор фильтрационной мембраны. Использование системы TFF представляет собой преимущество, поскольку она позволяет очищать молекулы иРНК с высокой пропускной способностью.Thus, the target molecule purification system of the present invention is a TFF system. A TFF system typically includes a filtration device such as a capsule, cassette and hollow fiber holder or module, a pump, hose, valve or clamp and fluid reservoir, and optionally a pressure gauge (see FIG. 1). The TFF system can be used continuously even at high concentrations of mRNA molecules without clogging the pores of the filtration membrane. The use of the TFF system is advantageous because it allows high throughput purification of mRNA molecules.

Следует отметить, что термин «раствор» обычно относится к гомогенной смеси двух или более веществ и, прежде всего, применяется к жидкому состоянию вещества, хотя также возможны растворы газов и твердых веществ. В данном контексте термин «раствор», прежде всего в случае «первого раствора», «второго раствора», «третьего раствора» и «четвертого раствора» в соответствии с настоящим изобретением включает жидкость, такую как вода, предпочтительно гомогенная смесь жидкостей, а также, например, смесь жидкости и предпочтительно растворенной соли.It should be noted that the term "solution" usually refers to a homogeneous mixture of two or more substances and is primarily applied to the liquid state of a substance, although solutions of gases and solids are also possible. In this context, the term "solution", especially in the case of the "first solution", "second solution", "third solution" and "fourth solution" in accordance with the present invention includes a liquid such as water, preferably a homogeneous mixture of liquids, as well as , for example, a mixture of liquid and preferably dissolved salt.

В настоящем изобретении предлагается способ очистки молекул иРНК, где указанный способ включает стадию (Iа) очистки осажденных молекул иРНК из суспензии, которая включает указанные осажденные молекулы иРНК. Указанная очистка достигается с использованием первого раствора. Суспензию, включающую осажденные молекулы иРНК, можно получить, например, в условиях лизиса клеток или транскрипции in vitro. Таким образом осажденные молекулы иРНК следует очистить от компонентов клеток или от смесей транскрипции in vitro, таких как аминокислотные последовательности, включающие белки и ферменты, нуклеозидтрифосфаты, компоненты буферных растворов и необязательно 5' кэп и/или 5' кэп аналоги. 5' Кэп и/или 5' кэп аналоги могут содержаться в суспензии, использованной для проведения стадии (Iа), например, в случае когда молекулы иРНК были транскрибированы in vitro и ко-транскрипционно 5' кэпированы. Следовательно, преимущество заключается в стадии (Iа) для удаления клеточных компонентов или компонентов из смесей транскрипции in vitro из осажденных молекул мРНК.The present invention provides a method for purifying mRNA molecules, wherein the method comprises the step (Ia) of purifying precipitated mRNA molecules from a suspension that includes said precipitated mRNA molecules. This cleaning is achieved using the first solution. A suspension comprising precipitated mRNA molecules can be obtained, for example, under conditions of cell lysis or in vitro transcription. Thus, the precipitated mRNA molecules should be purified from cellular components or from in vitro transcription mixtures, such as amino acid sequences including proteins and enzymes, nucleoside triphosphates, components of buffer solutions and optionally 5' cap and/or 5' cap analogues. 5' Cap and/or 5' cap analogues may be present in the suspension used for step (Ia), for example, in the case where the mRNA molecules have been transcribed in vitro and co-transcriptionally 5' capped. Therefore, it is advantageous to step (Ia) to remove cellular components or components from in vitro transcription mixtures from precipitated mRNA molecules.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый раствор содержит ацетат аммония (NH4OAc). Таким образом осажденные молекулы иРНК очищают из суспензии с использованием первого раствора, включающего NH4OAc. Более того, значение рН первого раствора предпочтительно находится в интервале от 1 до 12, более предпочтительно от 1 до 10, даже более предпочтительно в интервале от 3 до 9, и наиболее предпочтительно в интервале от 6 до 8. Таким образом, осажденные молекулы иРНК очищают из суспензии, включающей осажденные молекулы иРНК, с использованием первого раствора, включающего NH4OAc и значение рН которого находится в интервале от 1 до 12, предпочтительно в интервале от 1 до 10, более предпочтительно в интервале от 3 до 9, и даже более предпочтительно в интервале от 6 до 8.In some embodiments of the present invention, the first solution contains ammonium acetate (NH 4 OAc). Thus, the precipitated mRNA molecules are purified from the suspension using a first solution containing NH 4 OAc. Moreover, the pH value of the first solution is preferably in the range from 1 to 12, more preferably from 1 to 10, even more preferably in the range from 3 to 9, and most preferably in the range from 6 to 8. Thus, the precipitated mRNA molecules are purified from a suspension comprising precipitated mRNA molecules, using a first solution comprising NH 4 OAc and having a pH value in the range of 1 to 12, preferably in the range of 1 to 10, more preferably in the range of 3 to 9, and even more preferably in the range from 6 to 8.

Способ очистки молекул иРНК по настоящему изобретению дополнительно включает стадию (Iб) промывки и растворения очищенных осажденных молекул иРНК, полученных на стадии (Iа), описанной выше, с использованием второго раствора. Указанный второй раствор может представлять собой любой раствор, в котором молекулы иРНК можно ресуспендировать и в котором молекулы иРНК остаются стабильными, то есть не подвергаются гидролизу, например, воду. Проведение стадии (Iб) является преимуществом для удаления определенных компонентов первого раствора и для получения растворенных молекул иРНК. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторым раствором является вода.The method for purifying mRNA molecules of the present invention further includes the step (Ib) of washing and dissolving the purified precipitated mRNA molecules obtained in step (Ia) described above using a second solution. Said second solution may be any solution in which the mRNA molecules can be resuspended and in which the mRNA molecules remain stable, that is, not hydrolyzed, such as water. Carrying out step (Ib) is advantageous for removing certain components of the first solution and for obtaining dissolved mRNA molecules. In some embodiments of the present invention, the second solution is water.

Способ очистки молекул иРНК по настоящему изобретению дополнтельно включает стадию (IIа) очистки молекул иРНК из растворенных молекул иРНК, полученных на стадии (Iб), с использованием третьего раствора, включающего хелатирующий агент. Такая стадия является преимуществом для удаления молекул незрелой иРНК и продуктов гидролиза из раствора, включающего растворенные молекулы иРНК.The method for purifying mRNA molecules of the present invention further includes the step (IIa) of purifying the mRNA molecules from the dissolved mRNA molecules obtained in step (Ib) using a third solution including a chelating agent. This step is advantageous for removing immature mRNA molecules and hydrolysis products from a solution containing dissolved mRNA molecules.

Термин «хелатирующий агент» означает молекулы, которые хелатируют катионы и прежде всего молекулы с донорными группами, которые могут связываться с центральным атомом в координационном комплексе в зависимости от нескольких факторов, таких как рН и/или температура, концентрация хелатирующего агента и/или тип хелатируемого катиона. Хелатирующие агенты можно охарактеризовать, например, числом «дентатов», то есть количеством донорных групп на молекулу и/или количеством координирующих положений на хелатируемом катионе. Например, хелатирующий агент ЭДТА содержит шесть «дентатов» и хелатирует двухвалентный катион в составе комплекса двухвалентного катиона с хелатирующий агентом 1:1.The term "chelating agent" means molecules that chelate cations and especially molecules with donor groups that can bind to the central atom in the coordination complex depending on several factors, such as pH and/or temperature, the concentration of the chelating agent and/or the type of chelating agent cation. Chelating agents can be characterized, for example, by the number of "dentates", that is, the number of donor groups per molecule and/or the number of coordinating positions on the chelating cation. For example, the chelating agent EDTA contains six “dentates” and chelates the divalent cation in a 1:1 complex of the divalent cation and the chelating agent.

Предпочтительно в контексте настоящего изобретения термин «хелатирующий агент» относится к хелатирующим агентам, которые способны образовывать комплекс двухвалентных и/или трехвалентных катионов, таких как, например, двухвалентные ионы магния или кальция и/или трехвалентные ионы железа. Обычно хелатирующие агенты, включающие менее четырех координационных положений у катиона, обладают более низкой хелатирующей активностью по сравнению с хелатирующими агентами, включающими четыре или более координационных положений у катиона, прежде всего с учетом эффективного комплексообразования двухвалентных и/или трехвалентных катионов.Preferably, in the context of the present invention, the term "chelating agent" refers to chelating agents that are capable of complexing divalent and/or trivalent cations, such as, for example, divalent magnesium or calcium ions and/or ferric ions. Generally, chelating agents containing less than four cationic coordination positions have lower chelating activity compared to chelating agents including four or more cationic coordination positions, primarily in view of the efficient complexation of divalent and/or trivalent cations.

Хелатирующие агенты согласно настоящему изобретению представляют собой хелатирующие агенты, включающие по меньшей мере четыре координационных положения у хелатируемого катиона, более предпочтительно хелатирующие агенты, включающие более четырех координационных положений у хелатируемого катиона, даже более предпочтительно по меньшей мере четыре дентата на молекулу, в данном контексте также называются «высокоэффективными хелатирующими агентами», более предпочтительно хелатирующие агенты, включающие более четырех координирующих положений у хелатируемого катиона, которые используются в фармацевтических композициях и/или составах, и даже более предпочтительно ЭДТА. Хелатирующие агенты, включающие более четырех координирующих положений у хелатируемого катиона, которые используются в фармацевтических композициях, например, используются в антидотах, содержащих раствор Na2ЭДТА (например, 2 г/10 мл, см., например, GPUPharma GmbH) и/или динатрий-кальциевую соль ЭДТА (например, 50 мг/мл, ампула 10 мл, см., например, Laboratories SERB), или, например, используемые в качестве эксципиентов (см., Например, Phenhydan, Desitin Arzneimittel GmbH, или Soluvit N, Baxter, или Fluimucil, Zambon GmbH).The chelating agents of the present invention are chelating agents comprising at least four coordination positions on the chelating cation, more preferably chelating agents comprising more than four coordination positions on the chelating cation, even more preferably at least four dentates per molecule, in this context also are called "highly effective chelating agents", more preferably chelating agents comprising more than four coordinating positions on the chelating cation, which are used in pharmaceutical compositions and/or formulations, and even more preferably EDTA. Chelating agents comprising more than four coordinating positions on the cation being chelated, which are used in pharmaceutical compositions, for example, are used in antidotes containing a solution of Na 2 EDTA (for example, 2 g/10 ml, see, for example, GPUPharma GmbH) and/or disodium -calcium salt EDTA (for example, 50 mg/ml, 10 ml ampoule, see, for example, Laboratories SERB), or, for example, used as excipients (see, for example, Phenhydan, Desitin Arzneimittel GmbH, or Soluvit N, Baxter , or Fluimucil, Zambon GmbH).

Таким образом, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения хелатирующим агентом является ЭДТА.Thus, in some embodiments of the present invention, the chelating agent is EDTA.

Типичные предпочтительные хелатирующие агенты перечислены в табл. 1, при этом ЭДТА является наиболее предпочтительным хелатирующим агентом.Typical preferred chelating agents are listed in Table. 1, with EDTA being the most preferred chelating agent.

Высокоэффективные хелатирующие агенты, такие как ЭДТА, могут эффективно удалять прежде всего двухвалентные катионы, такие как катионы магния. Катионы магния, например, требуются для ферментов, которые принимают участие в транскрипции молекул иРНК и таким образом, присутствуют в больших количествах в клеточных смесях и в транскрипционных смесях in vitro. Авторами настоящего изобретения неожиданно было установлено, что эффективное удаление продуктов гидролиза и молекул незрелой иРНК достигается с использованием высокоэффективного хелатирующего агента, такого как ЭДТА, на стадии (IIа), при этом обеспечивается высокая степень очистки молекул иРНК. Не связываясь с какой-либо теорией, можно предположить, что указанные выше катионы могут способствовать формированию вторичных и третичных структур молекул иРНК, и что удаление прежде всего двухвалентных катионов, таких как катионы магния, может иметь особое значение для очистки молекул иРНК, так как молекулы иРНК в качестве молекул незрелой иРНК и продуктов гидролиза могут иметь тенденцию связываться с очищаемыми молекулами иРНК в присутствии указанных катионов. Таким образом, можно предположить, что при удалении двухвалентных катионов с использованием высокоэффективного хелатирующего агента, такого как ЭДТА, на стадии (IIа), снижается температура плавления и оказывается влияние на вторичную и/или третичную структуру молекул иРНК.Highly effective chelating agents such as EDTA can effectively remove primarily divalent cations such as magnesium cations. Magnesium cations, for example, are required for enzymes that take part in the transcription of mRNA molecules and are thus present in large quantities in cell mixtures and in vitro transcription mixtures. The inventors of the present invention have surprisingly found that effective removal of hydrolysis products and immature mRNA molecules is achieved by using a highly effective chelating agent such as EDTA in step (IIa), while providing a high degree of purification of the mRNA molecules. Without being bound by any theory, it can be speculated that the above cations may contribute to the formation of secondary and tertiary structures of mRNA molecules, and that the removal of primarily divalent cations, such as magnesium cations, may be of particular importance for the purification of mRNA molecules, since the molecules mRNA as immature mRNA molecules and hydrolysis products may tend to bind to purified mRNA molecules in the presence of these cations. Thus, it can be assumed that by removing divalent cations using a highly effective chelating agent such as EDTA in step (IIa), the melting temperature is reduced and the secondary and/or tertiary structure of the mRNA molecules is affected.

Таким образом, молекулы незрелой иРНК и продукты гидролиза можно удалить в виде фильтрата. Следовательно, стадия (IIа) прежде всего представляет собой преимущество для удаления молекул незрелой иРНК и продуктов гидролиза.Thus, immature mRNA molecules and hydrolysis products can be removed as a filtrate. Therefore, step (IIa) is primarily advantageous for removing immature mRNA molecules and hydrolysis products.

Согласно настоящему изобретению, третий раствор включает хелатирующий агент, предпочтительно высокоэффективный хелатирующий агент, как определено выше, наиболее предпочтительно ЭДТА. Как указано выше, на комплексообразующую способность хелатирующих агентов может оказывать влияние значение рН, так как на константу комплексообразования данного хелатирующего агента влияет значение рН. Например, ЭДТА проявляет наиболее высокую эффективность при более высоких значениях рН, таких как от 8 до 10, в отношении хелатирующих ионов магния. Однако желательно регулировать величину рН с учетом оптимального компромисса между комплексообразующей способностью данного хелатирующего агента и стабильностью очищаемых молекул иРНК. В данном контексте было установлено, что высокоэффективный хелатирующий агент, такой как ЭДТА, может эффективно удалять прежде всего двухвалентные катионы при рН от 1 до 10, предпочтительно от 6 до 8. Таким образом, не связываясь с какой-либо теорией, можно предположить, что такую температуру плавления, прежде всего молекул незрелой иРНК и продуктов гидролиза, которые связаны с молекулами иРНК, можно снизить с помощью высокоэффективных хелатирующих агентов, таких как ЭДТА, и таким образом, молекулы незрелой иРНК и продукты гидролиза можно удалить при одновременном доведении рН до значения, при котором сохраняется стабильность очищаемых молекул иРНК.According to the present invention, the third solution includes a chelating agent, preferably a high performance chelating agent as defined above, most preferably EDTA. As stated above, the complexing ability of chelating agents can be influenced by the pH value, since the complexing constant of a given chelating agent is influenced by the pH value. For example, EDTA is most effective at higher pH values, such as 8 to 10, at chelating magnesium ions. However, it is desirable to adjust the pH value taking into account the optimal compromise between the complexing ability of a given chelating agent and the stability of the mRNA molecules being purified. In this context, it has been found that a highly effective chelating agent such as EDTA can effectively remove primarily divalent cations at a pH of 1 to 10, preferably 6 to 8. Thus, without being bound by any theory, it is believed that This melting temperature, especially of immature mRNA molecules and hydrolysis products that are associated with mRNA molecules, can be lowered using highly effective chelating agents such as EDTA, and thus immature mRNA molecules and hydrolysis products can be removed while simultaneously adjusting the pH to a value which maintains the stability of the purified mRNA molecules.

Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения значение рН третьего раствора, содержащего хелатирующий агент, доводят до значения рН, в котором соответствующий хелатирующий агент обладает оптимальной хелатирующей способностью.Thus, in a preferred embodiment of the present invention, the pH value of the third solution containing the chelating agent is adjusted to a pH value at which the corresponding chelating agent has optimal chelating ability.

Следовательно, использование, например, высокоэффективного хелатирующего агента, такого как ЭДТА, при рН в интервале от 1 до 10, предпочтительно от 6 до 8, является преимуществом для эффективного удаления двухвалентных катионов, и таким образом, в свою очередь, для эффективного удаления молекул незрелой иРНК и продуктов гидролиза. В случае использования одного из альтернативных хелатирующих агентов, упомянутых выше, может потребоваться доведение рН до такого значения, при котором указанный альтернативный вариант эффективен для удаления ионов, предпочтительно двухвалентных катионов магния. Соответствующие интервалы рН для предпочтительных хелатирующих агентов указаны в таблице выше.Therefore, the use of, for example, a highly effective chelating agent such as EDTA, at a pH in the range of 1 to 10, preferably 6 to 8, is advantageous for the effective removal of divalent cations, and thus, in turn, for the effective removal of immature molecules mRNA and hydrolysis products. If one of the alternative chelating agents mentioned above is used, it may be necessary to adjust the pH to a value at which the alternative is effective in removing ions, preferably divalent magnesium cations. The appropriate pH ranges for preferred chelating agents are listed in the table above.

В некоторых вариантах значение рН третьего раствора находится в интервале от 1 до 10, предпочтительно в интервале от 3 до 9 и более предпочтительно в интервале от 6 до 8.In some embodiments, the pH of the third solution is in the range of 1 to 10, preferably in the range of 3 to 9, and more preferably in the range of 6 to 8.

Величину рН третьего раствора можно доводить с использованием буферного вещества. Предпочтительные буферные вещества (их соответствующие интервалы рН указаны в скобках) включают 2-[бис(2-гидроксиэтил)амино]-2-(гидроксиметил)пропан-1,3-диол (Bis-Tris, рН интервал 5,8-7,2), N-(2-ацетамидо)иминодиуксусная кислота (ADA, рН интервал 6,0-7,2), N-(2-ацетамидо)-2-аминоэтансульфоновая кислота (ACES, рН интервал 6,1-7,5), 1,4-пиперазиндиэтансульфоновая кислота (PIPES, рН интервал 6,1-7,5), 2-гидрокси-3-морфолин-4-илпропан-1-сульфоновая кислота (MOPSO, рН интервал 6,2-7,6), 1,3-бис(трис(гидроксиметил)метиламино)пропан (Bis-Tris пропан, рН интервал 6,3-9,5), N,N-бис(2-гидроксиэтил)-2-аминоэтансульфоновая кислота (BES, рН интервал 6,4-7,8), 3-(N-морфолино)пропансульфоновая кислота (MOPS, рН интервал 6,5-7,9), 2-[[1,3-дигидрокси-2-(гидроксиметил)пропан-2-ил]амино]этансульфоновая кислота (TES, рН интервал 6,8-8,2), 2-[4-(2-гидроксиэтил)пиперазин-1-ил]этансульфоновая кислота (HEPES, рН интервал 6,8-8,2), 3-(N,N-бис[2-гидроксиэтил]амино)-2-гидроксипропансульфоновая кислота (DIPSO, рН интервал 7,0-8,2), 4-(N-морфолино)бутансульфоновая кислота (MOBS, рН интервал 6,9-8,3) и 3-[[1,3-дигидрокси-2-(гидроксиметил)пропан-2-ил]амино]-2-гидроксипропан-1-сульфоновая кислота (TAPSO, рН интервал 7,0-8,2). Прежде всего предпочтительным буферным веществом является MOPS, характеризующаяся предпочтительным рН от 6 до 8, более предпочтительно от 6,5 до 7,5.The pH value of the third solution can be adjusted using a buffer substance. Preferred buffering agents (their respective pH ranges are indicated in parentheses) include 2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol (Bis-Tris, pH range 5.8-7, 2), N-(2-acetamido)iminodiacetic acid (ADA, pH range 6.0-7.2), N-(2-acetamido)-2-aminoethanesulfonic acid (ACES, pH range 6.1-7.5 ), 1,4-piperazinediethanesulfonic acid (PIPES, pH range 6.1-7.5), 2-hydroxy-3-morpholin-4-ylpropan-1-sulfonic acid (MOPSO, pH range 6.2-7.6 ), 1,3-bis(tris(hydroxymethyl)methylamino)propane (Bis-Tris propane, pH range 6.3-9.5), N,N-bis(2-hydroxyethyl)-2-aminoethanesulfonic acid (BES, pH range 6.4-7.8), 3-(N-morpholino)propanesulfonic acid (MOPS, pH range 6.5-7.9), 2-[[1,3-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)propane -2-yl]amino]ethanesulfonic acid (TES, pH range 6.8-8.2), 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid (HEPES, pH range 6.8- 8.2), 3-(N,N-bis[2-hydroxyethyl]amino)-2-hydroxypropanesulfonic acid (DIPSO, pH range 7.0-8.2), 4-(N-morpholino)butanesulfonic acid (MOBS , pH range 6.9-8.3) and 3-[[1,3-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)propan-2-yl]amino]-2-hydroxypropane-1-sulfonic acid (TAPSO, pH range 7 ,0-8.2). A particularly preferred buffering agent is MOPS, having a preferred pH of 6 to 8, more preferably 6.5 to 7.5.

В некоторых вариантах величина рН третьего раствора находится в интервале от 1 до 10, предпочтительно от 3 до 9, более предпочтительно от 6 до 9, и указанный раствор включает буферное вещество, предпочтительно MOPS.In some embodiments, the pH of the third solution is in the range of 1 to 10, preferably 3 to 9, more preferably 6 to 9, and said solution includes a buffering agent, preferably MOPS.

В некоторых вариантах третий раствор включает буферное вещество MOPS и его предпочтительно получают при доведении рН буферным веществом MOPS перед добавлением хелатирующего агента, предпочтительно ЭДТА.In some embodiments, the third solution includes a MOPS buffer and is preferably prepared by adjusting the pH with the MOPS buffer before adding a chelating agent, preferably EDTA.

Таким образом, в некоторых вариантах третий раствор, который включает предпочтительно ЭДТА в качестве хелатирующего агента для удаления прежде всего двухвалентных катионов, таких как катионы магния, дополнительно включает буферное вещество MOPS, а значение рН составляет от 6 до 8. В некоторых вариантах третий раствор можно получить при приготовлении буферного вещества MOPS, доведении рН указанного буферного раствора MOPS в интервале от 1 до 10, предпочтительно от 6 до 8, и затем при добавлении ЭДТА в качестве предпочтительного хелатирующего агента.Thus, in some embodiments, the third solution, which preferably includes EDTA as a chelating agent to remove primarily divalent cations, such as magnesium cations, further includes a MOPS buffer and has a pH value of from 6 to 8. In some embodiments, the third solution may obtained by preparing a MOPS buffer solution, adjusting the pH of said MOPS buffer solution to a range of 1 to 10, preferably 6 to 8, and then adding EDTA as a preferred chelating agent.

В некоторых вариантах третий раствор включает 40 мМ MOPS и 10 мМ ЭДТА, а значение рН составляет от 6 до 8, предпочтительно от 6,5 до 7,5.In some embodiments, the third solution comprises 40 mM MOPS and 10 mM EDTA, and the pH is from 6 to 8, preferably from 6.5 to 7.5.

Способ очистки молекул иРНК по настоящему изобретению дополнительно включает стадию (IIб) промывки очищенных молекул иРНК, полученных на стадии (IIа), с использованием четвертого раствора. Четвертый раствор может представлять собой любой раствор, в котором молекулы иРНК сохраняют стабильность, то есть не подвергаются гидролизу. Стадия (IIб) является преимуществом для удаления компонентов третьего раствора, при этом указанный четвертый раствор включает, например, хлорид натрия или цитрат натрия или является водой.The method for purifying mRNA molecules of the present invention further includes step (IIb) of washing the purified mRNA molecules obtained in step (IIa) using a fourth solution. The fourth solution can be any solution in which the mRNA molecules remain stable, that is, they do not undergo hydrolysis. Step (IIb) is advantageous for removing components of the third solution, said fourth solution comprising, for example, sodium chloride or sodium citrate or being water.

Как указано выше, вторым и четвертым растворами может являться любой раствор, в котором молекулы иРНК остаются стабильными, то есть не подвергаются гидролизу. Такой жидкостью может являться, например, вода, предпочтительно не содержащая нуклеаз вода или не содержащая РНКазы вода, такая как вода для инъекций (вода WFI). В случае четвертого раствора, такая жидкость может, кроме того, представлять собой, например, буферный раствор на основе HEPES, содержащий глюкозу, хлорид и/или цитрат натрия.As stated above, the second and fourth solutions can be any solution in which the mRNA molecules remain stable, that is, they do not undergo hydrolysis. Such a liquid may be, for example, water, preferably nuclease-free water or RNase-free water such as water for injection (WFI water). In the case of the fourth solution, such liquid may further be, for example, a HEPES-based buffer solution containing glucose, sodium chloride and/or sodium citrate.

Таким образом, в некоторых вариантах четвертый раствор представляет собой воду. В некоторых вариантах вторым и четвертым раствором является вода.Thus, in some embodiments, the fourth solution is water. In some embodiments, the second and fourth solution is water.

В некоторых вариантах четвертый раствор включает хлорид и/или цитрат натрия.In some embodiments, the fourth solution includes sodium chloride and/or citrate.

В некоторых вариантах второй раствор представляет собой воду и/или четвертый раствор представляет собой воду или включает хлорид и/или цитрат натрия. Преимущество такого состава заключается в получении раствора, включающего очищенные молекулы иРНК после стадии (IIб) без добавления компонентов, которые следовало бы удалять на дополнительных стадиях перед дальнейшей последующей обработкой или применением.In some embodiments, the second solution is water and/or the fourth solution is water or includes sodium chloride and/or citrate. The advantage of this formulation is that it provides a solution containing the purified mRNA molecules from step (IIb) without adding components that would have to be removed in additional steps before further downstream processing or use.

В некоторых вариантах второй раствор представляет собой воду и четвертый раствор представляет собой воду и включает хлорид и/или цитрат натрия, предпочтительно при рН в интервале от 4 до 5. Значительное преимущество такого состава прежде всего заключается в терапевтическом отношении, так как хлорид и/или цитрат натрия предпочтительно содержатся в фармацевтической композиции, включающей очищенные молекулы иРНК. Таким образом, это является преимуществом с точки зрения последующего включения полученных молекул мРНК в фармацевтические композиции, поскольку хлорид и/или цитрат натрия являются широко используемыми компонентами фармацевтических композиций. Таким образом, использование четвертого раствора, содержащего хлорид или цитрат натрия, который является предпочтительным компонентом фармацевтических композиций, обеспечивает времясберегающую и экономичную интеграцию стадий, необходимых для очистки указанных молекул иРНК и включения их в фармацевтическую композицию.In some embodiments, the second solution is water and the fourth solution is water and includes sodium chloride and/or citrate, preferably at a pH in the range of 4 to 5. A significant advantage of such a formulation is primarily therapeutic, since the chloride and/or sodium citrate is preferably contained in a pharmaceutical composition comprising purified mRNA molecules. Thus, this is advantageous from the point of view of subsequent incorporation of the resulting mRNA molecules into pharmaceutical compositions, since sodium chloride and/or citrate are widely used components of pharmaceutical compositions. Thus, the use of a fourth solution containing sodium chloride or citrate, which is a preferred component of pharmaceutical compositions, provides a time-saving and economical integration of the steps necessary to purify said mRNA molecules and incorporate them into a pharmaceutical composition.

В случае четвертого раствора, включающего хлорид и/или цитрат натрия, величина рН четвертого раствора предпочтительно находится в интервале от 3 до 6, более предпочтительно в интервале от 3,5 до 5,5 и даже еще более предпочтительно в интервале от 4 до 5.In the case of the fourth solution comprising sodium chloride and/or citrate, the pH of the fourth solution is preferably in the range of 3 to 6, more preferably in the range of 3.5 to 5.5, and even more preferably in the range of 4 to 5.

В предпочтительных вариантах способа по настоящему изобретению этанол не включен ни в один из используемых в указанном способе растворов: первый, второй, третий и/или четвертый раствор.In preferred embodiments of the method of the present invention, ethanol is not included in any of the first, second, third and/or fourth solutions used in the method.

Как указано выше, неожиданно было установлено, что при применении способа по настоящему изобретению можно обеспечивать высокую степень очистки молекул иРНК. Предпочтительно, раствор, полученный указанным способом, включает очищенные молекулы иРНК, но не содержит или содержит только очень низкие уровни продуктов гидролиза и молекул незрелой иРНК. Более предпочтительно, процентное содержание в полученном растворе после стадии (IIб) молекул иРНК составляет по меньшей мере 80%, даже более предпочтительно по меньшей мере 90%, еще более предпочтительно по меньшей мере 95% от всех молекул иРНК (молекулы иРНК, продукт гидролиза и молекулы незрелой иРНК). Такое содержание можно измерять методами, широко известными специалистам в данной области техники, например, анализом методами гель-электрофореза, высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC) или по данным исследования электрофореграмм капиллярного гель-электрофореза или капиллярного электрофореза, такого как анализ в анализаторе Fragment Analyzer. Последний подход описан более подробно в разделе Примеры ниже.As stated above, it has surprisingly been found that the method of the present invention can achieve a high degree of purification of mRNA molecules. Preferably, the solution obtained by this method includes purified mRNA molecules, but contains no or only very low levels of hydrolysis products and immature mRNA molecules. More preferably, the percentage of mRNA molecules in the resulting solution after step (IIb) is at least 80%, even more preferably at least 90%, even more preferably at least 95% of all mRNA molecules (mRNA molecules, hydrolysis product and immature mRNA molecules). Such content can be measured by methods generally known to those skilled in the art, such as gel electrophoresis, high performance liquid chromatography (HPLC) analysis, or from capillary gel electrophoresis or capillary electrophoresis electropherogram studies, such as Fragment Analyzer analysis. The latter approach is described in more detail in the Examples section below.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения по меньшей мере стадию (IIа), предпочтительно стадии (Iа)-(IIб), проводят при температуре в интервале от 0°С до 25°С, предпочтительно от 2°С до 8°С. Таким образом способ по настоящему изобретению предпочтительно проводят в интервале от 0°С до 25°С по меньшей мере в случае стадии (IIа), то есть очистку молекул иРНК из растворенных молекул иРНК, полученных на стадии (Iб) с использованием третьего раствора, включающего высокоэффективный хелатирующий агент, предпочтительно ЭДТА. Таким образом молекулы незрелой иРНК и продукты гидролиза удивляют при проведении стадии (IIа) при температуре в интервале от 0°С до 25°С, предпочтительно в интервале от 2°С до 8°С. Преимущество применения особенно низких температур, таких как в интервале от 2°С до 8°С, заключается в том, что снижается степень деградации молекул иРНК в ходе гидролиза по сравнению со степенью деградации, которая наблюдается при проведении особенно стадии (IIа) при более высокой температуре, такой как выше 25°С.Таким образом для получения больших количеств очищенных молекул иРНК преимущество заключается в проведении по меньшей мере стадии (IIа), предпочтительно стадий (Iа)-(IIб) способа по настоящему изобретению при температуре в интервале от 0°С до 25°С, предпочтительно в интервале от 2°С до 8°С.In some embodiments of the present invention, at least step (IIa), preferably steps (Ia) to (IIb), is carried out at a temperature in the range of from 0°C to 25°C, preferably from 2°C to 8°C. Thus, the method of the present invention is preferably carried out in the range from 0°C to 25°C at least in the case of step (IIa), that is, the purification of mRNA molecules from the dissolved mRNA molecules obtained in step (Ib) using a third solution comprising a highly effective chelating agent, preferably EDTA. Thus, the immature mRNA molecules and hydrolysis products are surprised when stage (IIa) is carried out at a temperature in the range from 0°C to 25°C, preferably in the range from 2°C to 8°C. The advantage of using particularly low temperatures, such as in the range from 2°C to 8°C, is that the degree of degradation of the mRNA molecules during hydrolysis is reduced compared to the degree of degradation that is observed when especially stage (IIa) is carried out at higher temperatures. temperature, such as above 25°C. Thus, to obtain large quantities of purified mRNA molecules, it is advantageous to carry out at least step (IIa), preferably steps (Ia) to (IIb), of the method of the present invention at a temperature in the range of 0° C to 25°C, preferably in the range from 2°C to 8°C.

В некоторых вариантах осажденные молекулы иРНК, включенные в суспензию, получают методом транскрипции in vitro, предпочтительно с использованием матрицы ДНК. Таким образом, очищаемые способом по настоящему изобретению молекулы иРНК можно получить любым известным в данной области техники способом. Предпочтительно, молекулы иРНК транскрибируют in vitro с использованием матрицы ДНК.In some embodiments, the precipitated mRNA molecules included in the suspension are produced by in vitro transcription, preferably using a DNA template. Thus, the mRNA molecules purified by the method of the present invention can be obtained by any method known in the art. Preferably, the mRNA molecules are transcribed in vitro using a DNA template.

Для транскрипции in vitro требуются очищенная линейная или линеализированная матрица ДНК, содержащая промотер, рибонуклеотид трифосфаты, буферная система и соответствующая РНК полимераза, такая как полимераза Т7 RNA. Например, такую очищенную линейную матрицу ДНК можно получить химическим синтезом in vitro, необязательно амплификацией матрицы с использованием, например, метода на основе ПЦР. В другом варианте матрицу для транскрипции ДНК можно получить из плазмиды ДНК, которую в основном получают в условиях клеточного лизиса, очищают и линеализируют, например, с использованием сайт-специфичного рестрикционного фермента. В обоих случаях полученную последовательность линейной матрицы ДНК можно использовать для транскрипции молекул иРНК in vitro в присутствии нуклеотидов А, С, G, Т и U с использованием стандартных лабораторных протоколов.In vitro transcription requires a purified linear or linearized DNA template containing a promoter, ribonucleotide triphosphates, a buffer system and an appropriate RNA polymerase, such as T7 RNA polymerase. For example, such purified linear DNA template can be obtained by chemical synthesis in vitro, optionally by template amplification using, for example, a PCR-based method. In another embodiment, the template for DNA transcription can be obtained from a DNA plasmid, which is generally obtained by cell lysis, purified and linearized, for example, using a site-specific restriction enzyme. In both cases, the resulting linear DNA template sequence can be used to transcribe mRNA molecules in vitro in the presence of A, C, G, T, and U nucleotides using standard laboratory protocols.

В некоторых вариантах очищаемые молекулы иРНК получают методом транскрипции in vitro в присутствии немодифицированных и/или модифицированных нуклеотидов. Таким образом очищаемые молекулы иРНК можно синтезировать методом транскрипции in vitro на основе линейной или линеализированной матрицы ДНК с использованием немодифицированных и/или модифицированных нуклеотидов. Термин «немодифицированный нуклеотид», использованный в данном контексте, относится к нуклеотидам А, С, G, Т и U, как описано выше. Прежде всего, в случае транскрипции in vitro молекул иРНК, указанный термин относится к нуклеотидам А, С, G, Т и U.In some embodiments, the purified mRNA molecules are produced by in vitro transcription in the presence of unmodified and/or modified nucleotides. In this way, purified mRNA molecules can be synthesized by in vitro transcription from a linear or linearized DNA template using unmodified and/or modified nucleotides. The term "unmodified nucleotide" as used herein refers to nucleotides A, C, G, T and U, as described above. First of all, in the case of in vitro transcription of mRNA molecules, the term refers to nucleotides A, C, G, T and U.

Термин «модифицированный нуклеотид», использованный в данном контексте, относится в любому природному, химически синтезированному изомеру нуклеотидов А, С, G, Т и U, а также к любым природному или химически синтезированным аналогам, их альтернативному или модифицированному нуклеотиду или изомеру, включающим, например, химические модификации или замещенные остатки. Модифицированные нуклеотиды могут включать модификацию основания и/или модификацию углеводного остатка. Модифицированные нуклеотиды могут также включать модификации фосфатной группы, например, в отношении 5' кэпа молекулы иРНК. Модифицированные нуклеотиды могут также включать нуклеотиды, которые синтезируют пост-транскрипционно с использованием ковалентной модификации нуклеотидов. Кроме того, можно использовать любую пригодную смесь немодифицированных и/или модифицированных нуклеотидов. Неограниченное число типичных модифицированных нуклеотидов можно найти в литературе (например, см. статьи Cantara и др., Nucleic Acids Res, 2011, 39(Issue suppl_1):D195-D201, Helm и Alfonzo, Chem Biol, 2014, 21(2): 174-185, Carell и др., Angew Chem Int Ed Engl, 2012, 51(29): 7110-31) и некоторые предпочтительные модифицированные нуклеотиды перечислены в следующем списке на основе их соответствующего нуклеозидного остатка:The term "modified nucleotide" as used herein refers to any natural, chemically synthesized isomer of nucleotides A, C, G, T and U, as well as any natural or chemically synthesized analogues, alternative or modified nucleotide or isomer thereof, including, for example, chemical modifications or substituted residues. Modified nucleotides may include modification of a base and/or modification of a carbohydrate moiety. Modified nucleotides may also include modifications to the phosphate group, for example, at the 5' cap of the mRNA molecule. Modified nucleotides may also include nucleotides that are synthesized post-transcriptionally using covalent modification of the nucleotides. In addition, any suitable mixture of unmodified and/or modified nucleotides can be used. An unlimited number of typical modified nucleotides can be found in the literature (for example, see Cantara et al., Nucleic Acids Res, 2011, 39(Issue suppl_1):D195-D201, Helm and Alfonzo, Chem Biol, 2014, 21(2): 174-185, Carell et al., Angew Chem Int Ed Engl, 2012, 51(29): 7110-31) and some preferred modified nucleotides are listed in the following list based on their corresponding nucleoside residue:

1-метиладенозин, 2-метилтио-N6-гидроксинорвалил карбамоиладенозин, 2-метиладенозин, 2'-O-рибозилфосфат аденозин, N6-метил-N6-треонилкарбамоиладенозин, N6-ацетиладенозин, N6-глицинилкарбамоиладенозин, N6-изопентениладенозин, N6-метиладенозин, N6-треонилкарбамоиладенозин, N6,N6-диметиладенозин, N6-(цис-гидроксиизопентенил)аденозин, N6-гидроксинорвалилкарбамоиладенозин, 1,2'-О-диметиладенозин, N6,2'-O-диметиладенозин, 2'-O-метиладенозин, N6,N6,2'-О-триметиладенозин, 2-метилтио-N6-(цис-гидроксиизопентенил)аденозин, 2-метилтио-N6-метиладенозин, 2-метилтио-N6-изопентениладенозин, 2-метилтио-N6-треонил карбамоиладенозин, N6-2-метилтио-N6-треонил карбамоиладенозин, 2-метилтио-N6-(цис-гидроксиизопентенил)аденозин, 7-метиладенозин, 2-метилтио-аденозин, 2-метокси-аденозин, 2'-амино-2'-дезоксиаденозин, 2'-азидо-2'-дезоксиаденозин, 2'-фтор-2'-дезоксиаденозин, 2-аминопурин, 2,6-диаминопурин, 7-деаза-аденозин, 7-деаза-8-аза-аденозин, 7-деаза-2-аминопурин, 7-деаза-8-аза-2-аминопурин, 7-деаза-2,6-диаминопурин, 7-деаза-8-аза-2,6-диаминопурин; 2-тиоцитидин, 3-метилцитидин, N4-ацетилцитидин, 5-формилцитидин, N4-метилцитидин, 5-метилцитидин, 5-гидроксиметилцитидин, 5-гидроксицитидин, лизидин, N4-ацетил-2'-O-метилцитидин, 5-формил-2'-O-метилцитидин, 5,2'-O-диметилцитидин, 2-О-метилцитидин, N4,2'-O-диметилцитидин, N4,N4,2'-O-триметилцитидин, изоцитидин, псевдоцитидин, псевдоизоцитидин, 2-тио-цитидин, 2'-метил-2'-дезоксицитидин, 2'-амино-2'-дезоксицитидин, 2'-фтор-2'-дезоксицитидин, 5-иодцитидин, 5-бромцитидин, 2'-азидо-2'-дезоксицитидин, 2'-амино-2'-дезоксицитидин, 2'-фтор-2'-дезоксицитидин, 5-аза-цитидин, 3-метил-цитидин, 1-метил-псевдоизоцитидин, пирроло-цитидин, пирроло-псевдоизоцитидин, 2-тио-5-метил-цитидин, 4-тио-псевдоизоцитидин, 4-тио-1-метил-псевдоизоцитидин, 4-тио-1-метил- 1-деаза-псевдоизоцитидин, 1-метил-1-деаза-псевдоизоцитидин, 2-метокси-цитидин, 2-метокси-5-метил-цитидин, 4-метокси-псевдоизоцитидин, 4-метокси-1-метил-псевдоизоцитидин, зебуларин, 5-аза-зебуларин, 5-метил-зебуларин, 5-аза-2-тио-зебуларин, 2-тио-зебуларин, 1-метилгуанозин, N2,7-диметилгуанозин, N2-метилгуанозин, 2'-O-рибозилфосфат гуанозина, 7-метилгуанозин, гидроксивибутозин, 7-аминометил-7-деазагуанозин, 7-циано-7-деазагуанозин, N2,N2-диметилгуанозин, N2,7,2'-O-триметилгуанозин, N2,2'-O-диметилгуанозин, 1,2'-O-диметилгуанозин, 2'-O-метилгуанозин, N2,N2,2'-O-триметилгуанозин, N2,N2J-триметилгуанозин, изогуанозин, 4-деметилвиозин, эпоксикевозин, не полностью модифицированный гидроксивибутозин, метилированный не полностью модифицированный гидроксивибутозин, изовиозин, пероксивибутозин, галактозил-кевозин, маннозил-кевозин, кевозин, археозин, вибутозин, метилвиозин, виозин, 7-аминокарбоксипропилдеметилвиозин, 7-аминокарбоксипропилвиозин, метиловый эфир 7-аминокарбоксипропилвиозина, 7-деаза-гуанозин, 7-деаза-8-аза-гуанозин, 6-тио-гуанозин, 6-тио-7-деаза-гуанозин, 6-тио-7-деаза-8-аза-гуанозин, 7-метил-гуанозин, 6-тио-7-метил-гуанозин, 7-метилинозин, 6-метокси-гуанозин, 1-метилгуанозин, 8-оксо-гуанозин, 7-метил-8-оксо-гуанозин, 1-метил-6- тио-гуанозин, N2-метил-6-тио-гуанозин, N2,N2-диметил-6-тио-гуанозин, N1-метилгуанозин, 2'-амино-3'-дезоксигуанозин, 2'-азидо-2'-дезоксигуанозин, 2'-фтор-2'-дезоксигуанозин, 2-тиоуридин, 3-(3-амино-3-карбоксипропил)уридин, 3-метилуридин, 4-тиоуридин, 5-метил-2-тиоуридин, 5-метиламинометилуридин, 5-карбоксиметилуридин, 5-карбоксиметиламинометилуридин, 5-гидроксиуридин, 5-метилуридин, 5-тауринометилуридин, 5-карбамоилметилуридин, метиловый эфир 5-(карбоксигидроксиметил)уридина, дигидроуридин, 5-метилдигидроуридин, 5-метиламинометил-2-тиоуридин, 5-(карбоксигидроксиметил)уридин, метиловый эфир 5-(карбоксигидроксиметил)-2'-O-метилуридина, 5-(изопентениламинометил)уридин, 5-(изопентениламинометил)-2-тиоуридин, 3,2'-O-диметилуридин, 5-карбоксиметиламинометил-2'-O-метилуридин, 5-карбамоилгидроксиметилуридин, 5-карбамоилметил-2'-O-метилуридин, 5-карбамоилметил-2-тиоуридин, 5-метоксикарбонилметил-2'-O-метилуридин, 5-(изопентениламинометил)-2'-O-метилуридин, 5,2'-O-диметилуридин, 2'-O-метилуридин, 2'-O-метил-2-тиоуридин, 2-тио-2'-O-метилуридин, уридин 5-оксиуксусная кислота, 5-метоксикарбонилметилуридин, метиловый эфир уридин 5-оксиуксусной кислоты, 5-метоксиуридин, 5-аминометил-2-тиоуридин, 5-карбоксиметиламинометил-2-тиоуридин, 5-метиламинометил-2-селеноуридин, 5-метоксикарбонилметил-2-тиоуридин, 5-тауринометил-2-тиоуридин, псевдоуридин, 1-метил-3-(3-амино-3-карбоксипропил)псевдоуридин, 1-метилпсевдоуридин, 3-метилпсевдоуридин, 2'-O-метилпсевдоуридин, 5-формилуридин, 5-аминометил-2-геранилуридин, 5-тауринометилуридин, 5-иодуридин, 5-бромуридин, 2'-метил-2'-дезоксиуридин, 2'-амино-2'-дезоксиуридин, 2'-азидо-2'-дезоксиуридин, 2'-фтор-2'-дезоксиуридин, инозин, 1-метилинозин, 1,2'-O-диметилинозин, 2'-O-метилинозин, 5-аза-уридин, 2-тио-5-аза-уридин, 4-тио-псевдоуридин, 2-тио-псевдоуридин, 5-карбоксиметил-уридин, 1-карбоксиметил-псевдоуридин, 5-пропинил-уридин, 1-пропинил-псевдоуридин, 1- тауринометил-псевдоуридин, 5-тауринометил-2-тио-уридин, 1-тауринометил-4-тио-уридин, 5-метил-уридин, 1-метил-псевдоуридин, 4-тио-1-метил-псевдоуридин, 2-тио-1-метил-псевдоуридин, 1-метил-1-деаза-псевдоуридин, 2-тио-1-метил-1-деаза-псевдоуридин, дигидропсевдоуридин, 2-тио-дигидроуридин, 2-тио-дигидропсевдоуридин, 2-метоксиуридин, 2-метокси-4-тио-уридин, 4-метокси-псевдоуридин, 4-метокси-2-тио-псевдоуридин, 1,2'-O-диметиладенозин, 1,2'-O-диметилгуанозин, 1,2'-O-диметилинозин, 2,8-диметиладенозин, 2-метилтиометилентио-N6-изопентенил-аденозин, 2-геранилтиоуридин, 2-лизидин, 2-метилтио циклический N6-треонилкарбамоиладенозин, 2-метилтио-N6-(цис-гидроксиизопентенил)аденозин, 2-метилтио-N6-гидроксинорвалилкарбамоиладенозин, 2-метилтио-N6-треонилкарбамоиладенозин, 2-селеноуридин, 2-тио-2'-O-метилуридин, 2'-O-метиладенозин, 2'-O-метилцитидин, 2'-O-метилгуанозин, 2'-O-метилинозин, 2'-О-метилпсевдоуридин, 2'-O-метилуридин, метиловый эфир 2'-O-метилуридин 5-оксиуксусной кислоты, 2'-O-рибозиладенозинфосфат, 2'-O-рибозилгуанозинфосфат, 3,2'-O-диметилуридин, 3-(3-амино-3-карбоксипропил)-5,6-дигидроуридин, 3-(3-амино-3-карбоксипропил)псевдоуридин, 5,2'-O-диметилцитидин, 5,2'-O-диметилуридин, метиловый эфир 5-(карбоксигидроксиметил)-2'-O-метилуридина, 55-(изопентениламинометил)-2'-О-метилуридин, 5-аминометил-2-геранилтиоуридин, 5-аминометил-2-селеноуридин, 5-аминометилуридин, 5-карбамоилметил-2'-O-метилуридин, 5-карбоксигидроксиметилуридин, 5-карбоксиметил-2-тиоуридин, 5-карбоксиметиламинометил-2-геранилтиоуридин, 5-карбоксиметиламинометил-2-селеноуридин, 5-карбоксиметиламинометил-2'-O-метилуридин, 5-цианометилуридин, 5-формил-2'-O-метилцитидин, 5-метоксикарбонилметил-2'-О-метилуридин, 5-метиламинометил-2-геранилтиоуридин, 7-аминокарбоксилпропил-деметилвиозин, 7-метилгуанозин, 8-метиладенозин, N2,2'-O-диметилгуанозин, N2,7,2'-O-триметилгуанозин, N2,7-диметилгуанозин, N2,N2,2'-O-триметилгуанозин, N2,N2,7-триметилгуанозин, N2,N2,7-триметилгуанозин, N4,2'-O-диметилцитидин, N4,N4,2'-O-триметилцитидин, N4,N4-диметилцитидин, N4-ацетил-2'-O-метилцитидин, N6,2'-O-диметиладенозин, N6,N6,2'-O-триметиладенозин, N6-формиладенозин, N6-гидроксиметиладенозин, агматидин, 2-метилтио циклический N6-треонилкарбамоиладенозин, глутамил-кевозин, гуанозин, добавленный к любому нуклеотиду, гуанилированный 5' конец, гидрокси-N6-треонилкарбамоиладенозин, наиболее предпочтительно псевдоуридин, N1-метил-псевдоуридин, 2'-фтор-2'-дезоксицитидин, 5-иодцитидин, 5-метилцитидин, 2-тиоуридин, 5-иодуридин и/или 5-метилуридин.1-methyladenosine, 2-methylthio-N6-hydroxynorvalyl carbamoyladenosine, 2-methyladenosine, 2'-O-ribosylphosphate adenosine, N6-methyl-N6-threonylcarbamoyladenosine, N6-acetyladenosine, N6-glycinylcarbamoyladenosine, N6-isopentenyladenosine, N6-methyladenosine, N6 -threonylcarbamoyladenosine, N6,N6-dimethyladenosine, N6-(cis-hydroxyisopentenyl)adenosine, N6-hydroxynorvalylcarbamoyladenosine, 1,2'-O-dimethyladenosine, N6,2'-O-dimethyladenosine, 2'-O-methyladenosine, N6,N6 ,2'-O-trimethyladenosine, 2-methylthio-N6-(cis-hydroxyisopentenyl)adenosine, 2-methylthio-N6-methyladenosine, 2-methylthio-N6-isopentenyladenosine, 2-methylthio-N6-threonyl carbamoyladenosine, N6-2- methylthio-N6-threonyl carbamoyladenosine, 2-methylthio-N6-(cis-hydroxyisopentenyl)adenosine, 7-methyladenosine, 2-methylthio-adenosine, 2-methoxy-adenosine, 2'-amino-2'-deoxyadenosine, 2'-azido -2'-deoxyadenosine, 2'-fluoro-2'-deoxyadenosine, 2-aminopurine, 2,6-diaminopurine, 7-deaza-adenosine, 7-deaza-8-aza-adenosine, 7-deaza-2-aminopurine, 7-deaza-8-aza-2-aminopurine, 7-deaza-2,6-diaminopurine, 7-deaza-8-aza-2,6-diaminopurine; 2-thiocytidine, 3-methylcytidine, N4-acetylcytidine, 5-formylcytidine, N4-methylcytidine, 5-methylcytidine, 5-hydroxymethylcytidine, 5-hydroxycytidine, lysidine, N4-acetyl-2'-O-methylcytidine, 5-formyl-2 '-O-methylcytidine, 5,2'-O-dimethylcytidine, 2-O-methylcytidine, N4,2'-O-dimethylcytidine, N4,N4,2'-O-trimethylcytidine, isocytidine, pseudocytidine, pseudoisocytidine, 2-thio -cytidine, 2'-methyl-2'-deoxycytidine, 2'-amino-2'-deoxycytidine, 2'-fluoro-2'-deoxycytidine, 5-iodocytidine, 5-bromocytidine, 2'-azido-2'-deoxycytidine , 2'-amino-2'-deoxycytidine, 2'-fluoro-2'-deoxycytidine, 5-aza-cytidine, 3-methyl-cytidine, 1-methyl-pseudoisocytidine, pyrrolo-cytidine, pyrrolo-pseudoisocytidine, 2-thio -5-methyl-cytidine, 4-thio-pseudoisocytidine, 4-thio-1-methyl-pseudoisocytidine, 4-thio-1-methyl-1-deaza-pseudoisocytidine, 1-methyl-1-deaza-pseudoisocytidine, 2-methoxy -cytidine, 2-methoxy-5-methyl-cytidine, 4-methoxy-pseudoisocytidine, 4-methoxy-1-methyl-pseudoisocytidine, zebularine, 5-aza-zebularine, 5-methyl-zebularine, 5-aza-2-thio -zebularine, 2-thio-zebularine, 1-methylguanosine, N2,7-dimethylguanosine, N2-methylguanosine, guanosine 2'-O-ribosylphosphate, 7-methylguanosine, hydroxyvibutosine, 7-aminomethyl-7-deazaguanosine, 7-cyano-7 -deazaguanosine, N2,N2-dimethylguanosine, N2,7,2'-O-trimethylguanosine, N2,2'-O-dimethylguanosine, 1,2'-O-dimethylguanosine, 2'-O-methylguanosine, N2,N2,2 '-O-trimethylguanosine, n2, n2j-trimethylguanosine, isoguanosine, 4-demethylviosin, epoxycovosine, not fully modified hydroxyvibutosine, methylated not fully modified hydroxyvibutosine, isuviosin, peroxivibutosine, galactosyl-kevosin, mannozyl-keys, sivosin, bibu, vibu Tozin, methylviosin , viosine, 7-aminocarboxypropyldemethylviosine, 7-aminocarboxypropylviosine, 7-aminocarboxypropylviosine methyl ester, 7-deaza-guanosine, 7-deaza-8-aza-guanosine, 6-thio-guanosine, 6-thio-7-deaza-guanosine, 6 -thio-7-deaza-8-aza-guanosine, 7-methyl-guanosine, 6-thio-7-methyl-guanosine, 7-methylinosine, 6-methoxy-guanosine, 1-methylguanosine, 8-oxo-guanosine, 7 -methyl-8-oxo-guanosine, 1-methyl-6-thio-guanosine, N2-methyl-6-thio-guanosine, N2,N2-dimethyl-6-thio-guanosine, N1-methylguanosine, 2'-amino- 3'-deoxyguanosine, 2'-azido-2'-deoxyguanosine, 2'-fluoro-2'-deoxyguanosine, 2-thiouridine, 3-(3-amino-3-carboxypropyl)uridine, 3-methyluridine, 4-thiouridine, 5-methyl-2-thiouridine, 5-methylaminomethyluridine, 5-carboxymethyluridine, 5-carboxymethylaminomethyluridine, 5-hydroxyuridine, 5-methyluridine, 5-taurinomethyluridine, 5-carbamoylmethyluridine, 5-(carboxyhydroxymethyl)uridine methyl ester, dihydrouridine, 5-methyldihydrouridine , 5-methylaminomethyl-2-thiouridine, 5-(carboxyhydroxymethyl)uridine, 5-(carboxyhydroxymethyl)-2'-O-methyluridine methyl ester, 5-(isopentenylaminomethyl)uridine, 5-(isopentenylaminomethyl)-2-thiouridine, 3, 2'-O-dimethyluridine, 5-carboxymethylaminomethyl-2'-O-methyluridine, 5-carbamoylhydroxymethyluridine, 5-carbamoylmethyl-2'-O-methyluridine, 5-carbamoylmethyl-2-thiouridine, 5-methoxycarbonylmethyl-2'-O- methyluridine, 5-(isopentenylaminomethyl)-2'-O-methyluridine, 5,2'-O-dimethyluridine, 2'-O-methyluridine, 2'-O-methyl-2-thiouridine, 2-thio-2'-O -methyluridine, uridine 5-hydroxyacetic acid, 5-methoxycarbonylmethyluridine, uridine 5-hydroxyacetic acid methyl ester, 5-methoxyuridine, 5-aminomethyl-2-thiouridine, 5-carboxymethylaminomethyl-2-thiouridine, 5-methylaminomethyl-2-selenouridine, 5 -methoxycarbonylmethyl-2-thiouridine, 5-taurinomethyl-2-thiouridine, pseudouridine, 1-methyl-3-(3-amino-3-carboxypropyl)pseudouridine, 1-methylpseudouridine, 3-methylpseudouridine, 2'-O-methylpseudouridine, 5 -formyluridine, 5-aminomethyl-2-geranyluridine, 5-taurinomethyluridine, 5-ioduridine, 5-bromuridine, 2'-methyl-2'-deoxyuridine, 2'-amino-2'-deoxyuridine, 2'-azido-2' -deoxyuridine, 2'-fluoro-2'-deoxyuridine, inosine, 1-methylinosine, 1,2'-O-dimethylinosine, 2'-O-methylinosine, 5-aza-uridine, 2-thio-5-aza-uridine , 4-thio-pseudouridine, 2-thio-pseudouridine, 5-carboxymethyl-uridine, 1-carboxymethyl-pseudouridine, 5-propynyl-uridine, 1-propynyl-pseudouridine, 1-taurinomethyl-pseudouridine, 5-taurinomethyl-2-thio -uridine, 1-taurinomethyl-4-thio-uridine, 5-methyl-uridine, 1-methyl-pseudo-uridine, 4-thio-1-methyl-pseudo-uridine, 2-thio-1-methyl-pseudo-uridine, 1-methyl-1 -deaza-pseudouridine, 2-thio-1-methyl-1-deaza-pseudouridine, dihydropseudouridine, 2-thio-dihydropseudouridine, 2-thio-dihydropseudouridine, 2-methoxyuridine, 2-methoxy-4-thio-uridine, 4-methoxy -pseudouridine, 4-methoxy-2-thio-pseudouridine, 1,2'-O-dimethyladenosine, 1,2'-O-dimethylguanosine, 1,2'-O-dimethylinosine, 2,8-dimethyladenosine, 2-methylthiomethylenethio- N6-isopentenyl-adenosine, 2-geranylthiouridine, 2-lysidine, 2-methylthio cyclic N6-threonylcarbamoyladenosine, 2-methylthio-N6-(cis-hydroxyisopentenyl)adenosine, 2-methylthio-N6-hydroxynorvalylcarbamoyladenosine, 2-methylthio-N6-threonylcarbamoyladenosine , 2-selenouridine, 2-thio-2'-O-methyluridine, 2'-O-methyladenosine, 2'-O-methylcytidine, 2'-O-methylguanosine, 2'-O-methylinosine, 2'-O-methylpseudouridine , 2'-O-methyluridine, 2'-O-methyluridine 5-hydroxyacetic acid methyl ester, 2'-O-ribosyladenosine phosphate, 2'-O-ribosylguanosine phosphate, 3,2'-O-dimethyluridine, 3-(3-amino -3-carboxypropyl)-5,6-dihydrouridine, 3-(3-amino-3-carboxypropyl)pseudouridine, 5,2'-O-dimethylcytidine, 5,2'-O-dimethyluridine, 5-(carboxyhydroxymethyl) methyl ester -2'-O-methyluridine, 55-(isopentenylaminomethyl)-2'-O-methyluridine, 5-aminomethyl-2-geranylthiouridine, 5-aminomethyl-2-selenouridine, 5-aminomethyluridine, 5-carbamoylmethyl-2'-O- methyluridine, 5-carboxyhydroxymethyluridine, 5-carboxymethyl-2-thiouridine, 5-carboxymethylaminomethyl-2-geranylthiouridine, 5-carboxymethylaminomethyl-2-selenouridine, 5-carboxymethylaminomethyl-2'-O-methyluridine, 5-cyanomethyluridine, 5-formyl-2 '-O-methylcytidine, 5-methoxycarbonylmethyl-2'-O-methyluridine, 5-methylaminomethyl-2-geranylthiouridine, 7-aminocarboxylpropyl-demethylviosine, 7-methylguanosine, 8-methyladenosine, N2,2'-O-dimethylguanosine, N2, 7,2'-O-trimethylguanosine, N2,7-dimethylguanosine, N2,N2,2'-O-trimethylguanosine, N2,N2,7-trimethylguanosine, N2,N2,7-trimethylguanosine, N4,2'-O-dimethylcytidine , N4,N4,2'-O-trimethylcytidine, N4,N4-dimethylcytidine, N4-acetyl-2'-O-methylcytidine, N6,2'-O-dimethyladenosine, N6,N6,2'-O-trimethyladenosine, N6 -formyladenosine, N6-hydroxymethyladenosine, agmatidine, 2-methylthio cyclic N6-threonylcarbamoyladenosine, glutamyl-quevosine, guanosine added to any nucleotide, guanylated 5' end, hydroxy-N6-threonylcarbamoyladenosine, most preferably pseudouridine, N1-methyl-pseudouridine, 2 '-fluoro-2'-deoxycytidine, 5-iodocytidine, 5-methylcytidine, 2-thiouridine, 5-ioduridine and/or 5-methyluridine.

Более того, термин «модифицированный нуклеотид» включает нуклеотиды, содержащие изотопы, такие как дейтерий. Термин «изотоп» относится к элементу, содержащему равное количество протонов, но различное количество нейтронов, что приводит к различным массовым числам. Таким образом, изотопы водорода, например, не ограничиваются дейтерием, но включают также тритий. Более того, молекула иРНК может также содержать изотопы других элементов, включая, например, изотопы углерода, кислорода, азота и фосфора. Возможен также вариант, когда модифицированные нуклеотиды дейтерированы или содержат другой изотоп водорода или кислорода, углерода, азота или фосфора.Moreover, the term "modified nucleotide" includes nucleotides containing isotopes such as deuterium. The term "isotope" refers to an element containing an equal number of protons but a different number of neutrons, resulting in different mass numbers. Thus, isotopes of hydrogen, for example, are not limited to deuterium, but also include tritium. Moreover, the mRNA molecule may also contain isotopes of other elements, including, for example, isotopes of carbon, oxygen, nitrogen and phosphorus. It is also possible that the modified nucleotides are deuterated or contain another isotope of hydrogen or oxygen, carbon, nitrogen or phosphorus.

Следовательно, в случае, когда очищаемые молекулы иРНК получают методом транскрипции in vitro в присутствии четырех типов нуклеотидов, то есть нуклеотидов А, С, G и U, общее количество типов модифицированных нуклеотидов может составлять 0, 1, 2, 3 или 4. Таким образом, в некоторых вариантах модифицированным нуклеотидом может являться по меньшей мере один нуклеотид одного типа, например, по меньшей мере один нуклеотид U. В некоторых вариантах модифицированным нуклеотидом может являться по меньшей мере один нуклеотид всего двух типов, например, по меньшей мере один нуклеотид U и по меньшей мере один нуклеотид С. В некоторых вариантах модифицированным нуклеотидом может являться по меньшей мере один нуклеотид всего трех типов, например, по меньшей мере один нуклеотид G, по меньшей мере один нуклеотид U и по меньшей мере один нуклеотид С. В некоторых вариантах модифицированным нуклеотидом может являться по меньшей мере один нуклеотид всех четырех типов. Во всех этих вариантах один или более нуклеотидов одного типа может являться модифицированным, при этом содержание указанных модифицированных нуклеотидов в процентах составляет 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% или 100%.Therefore, in the case where the purified mRNA molecules are produced by in vitro transcription in the presence of four types of nucleotides, i.e. nucleotides A, C, G and U, the total number of types of modified nucleotides may be 0, 1, 2, 3 or 4. Thus , in some embodiments, the modified nucleotide may be at least one nucleotide of one type, such as at least one U nucleotide. In some embodiments, the modified nucleotide may be at least one nucleotide of a total of two types, such as at least one U nucleotide and at least one C nucleotide. In some embodiments, the modified nucleotide may be at least one nucleotide of all three types, such as at least one G nucleotide, at least one U nucleotide, and at least one C nucleotide. In some embodiments, the modified the nucleotide may be at least one nucleotide of all four types. In all of these embodiments, one or more nucleotides of the same type may be modified, with the percentage of said modified nucleotides being 0%, 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 15%, 20%, 25% , 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% or 100%.

В некоторых вариантах общее содержание модифицированных нуклеотидов в процентах, включенных в очищаемые молекулы иРНК, составляет 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% или 100%.In some embodiments, the total percentage of modified nucleotides included in the purified mRNA molecules is 0%, 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35% , 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% or 100%.

Очищаемые молекулы иРНК можно, например, характеризовать следующим образом: от 0,5 до 50%, предпочтительно от 5 до 50% нуклеотидов U, и от 5 до 50% нуклеотидов С являются модифицированными. Указанные модифицированные нуклеотиды U предпочтительно представляют собой 5-иодуридин, а указанные модифицированные нуклеотиды С предпочтительно представляют собой 5-иодцитидин.The purified mRNA molecules can, for example, be characterized as follows: from 0.5 to 50%, preferably from 5 to 50% of the U nucleotides, and from 5 to 50% of the C nucleotides are modified. Said modified U nucleotides are preferably 5-iodouridine, and said modified C nucleotides are preferably 5-iodocytidine.

В некоторых вариантах очищаемые молекулы иРНК можно, например, характеризовать следующим образом: от 15 до 25% нуклеотидов U и от 5 до 15% нуклеотидов С являются модифицированными, при этом указанные модифицированные нуклеотиды U предпочтительно представляют собой 5-метилуридин, а указанные модифицированные нуклеотиды С предпочтительно представляют собой 5-иодцитидин.In some embodiments, the purified mRNA molecules may, for example, be characterized as follows: from 15 to 25% of the U nucleotides and from 5 to 15% of the C nucleotides are modified, wherein the modified U nucleotides are preferably 5-methyluridine and the modified C nucleotides are preferably 5-methyluridine. preferably 5-iodocytidine.

В некоторых вариантах очищаемые молекулы иРНК можно, например, характеризовать следующим образом: от 30 до 50% нуклеотидов U и от 10 до 20% нуклеотидов С являются модифицированными, при этом указанные модифицированные нуклеотиды U предпочтительно представляют собой 5-иодуридин, а указанные модифицированные нуклеотиды С предпочтительно представляют собой 5-иодцитидин.In some embodiments, the purified mRNA molecules may, for example, be characterized as follows: from 30 to 50% of the U nucleotides and from 10 to 20% of the C nucleotides are modified, wherein the modified U nucleotides are preferably 5-ioduridine and the modified C nucleotides are preferably 5-ioduridine. preferably 5-iodocytidine.

В некоторых вариантах очищаемые молекулы иРНК можно, например, характеризовать следующим образом: от 30 до 50% нуклеотидов U и от 5 до 15% нуклеотидов С являются модифицированными, при этом указанные модифицированные нуклеотиды U предпочтительно представляют собой 5-иодуридин, а указанные модифицированные нуклеотиды С предпочтительно представляют собой 5-иодцитидин.In some embodiments, the purified mRNA molecules may, for example, be characterized as follows: from 30 to 50% of the U nucleotides and from 5 to 15% of the C nucleotides are modified, wherein the modified U nucleotides are preferably 5-ioduridine and the modified C nucleotides are preferably 5-ioduridine. preferably 5-iodocytidine.

В некоторых вариантах очищаемые молекулы иРНК можно, например, характеризовать следующим образом: от 0,5 до 5% нуклеотидов U и от 25 до 35% нуклеотидов С являются модифицированными, при этом указанные модифицированные нуклеотиды U предпочтительно представляют собой 2-тиоуридин, а указанные модифицированные нуклеотиды С предпочтительно представляют собой 5-метилцитидин.In some embodiments, the purified mRNA molecules may, for example, be characterized as follows: from 0.5 to 5% of the U nucleotides and from 25 to 35% of the C nucleotides are modified, wherein said modified U nucleotides preferably are 2-thiouridine, and said modified The C nucleotides are preferably 5-methylcytidine.

Очищаемые молекулы иРНК можно, например, характеризовать следующим образом: от 50 до 100%, предпочтительно 100% нуклеотидов U являются модифицированными, при этом указанные модифицированные нуклеотиды U предпочтительно представляют собой Nl-метилпсевдоуридин.The purified mRNA molecules can, for example, be characterized as follows: from 50 to 100%, preferably 100%, of the U nucleotides are modified, wherein said modified U nucleotides are preferably Nl-methylpseudouridine.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ перед стадией (Iа) включает стадию получения суспензии, включающей осажденные молекулы иРНК, с использованием ацетата аммония. Преимущество осаждения молекул иРНК заключается в удалении солей, нуклеотидов и белков, прежде всего в связи с тем, что осаждение иРНК является простым и рентабельным способом. Специалистам в данной области техники известны различные растворы для осаждения, включающие, например, GSCN, NH4OAc, этанол, хлорид лития, ацетат натрия и хлорид натрия. Однако именно в отношении терапевтического применения, значительное преимущество заключается в удалении солей, таких как GSCN и LDS. Таким образом, в некоторых вариантах молекулы иРНК осаждают с использованием NH4OAc. Таким образом, суспензию для осаждения молекул иРНК, используемую на стадии (Iа), предпочтительно получают с использованием NH4OAc.In some embodiments of the present invention, the method prior to step (Ia) includes the step of preparing a suspension comprising precipitated mRNA molecules using ammonium acetate. Precipitation of mRNA molecules has the advantage of removing salts, nucleotides and proteins, primarily because mRNA precipitation is a simple and cost-effective method. Various precipitation solutions are known to those skilled in the art, including, for example, GSCN, NH 4 OAc, ethanol, lithium chloride, sodium acetate and sodium chloride. However, specifically in relation to therapeutic applications, a significant advantage lies in the removal of salts such as GSCN and LDS. Thus, in some embodiments, the mRNA molecules are precipitated using NH 4 OAc. Thus, the suspension for precipitation of mRNA molecules used in step (Ia) is preferably prepared using NH 4 OAc.

Как указано выше, в некоторых вариантах первый раствор содержит ацетат аммония. Предпочтительно, общее количество NH4OAc в суспензии и первом растворе находится в интервале от 0,1 моля/л до 5 молей/л, предпочтительно в интервале от 1 моля/л до 4 молей/л, более предпочтительно от 2 молей/л до 3 молей/л, и таким образом менее 5 молей/л, предпочтительно менее 4 молей/л, более предпочтительно менее 3 молей/л. Низкое количество ацетата аммония является особым преимуществом с точки зрения продолжительности и рентабельности дальнейшей обработки. Первый раствор может, кроме того, характеризоваться значением рН в интервале от 1 до 12, предпочтительно от 6,5 до 7,5.As noted above, in some embodiments, the first solution contains ammonium acetate. Preferably, the total amount of NH 4 OAc in the suspension and first solution is in the range from 0.1 mol/L to 5 mol/L, preferably in the range from 1 mol/L to 4 mol/L, more preferably from 2 mol/L to 3 mol/l, and thus less than 5 mol/l, preferably less than 4 mol/l, more preferably less than 3 mol/l. The low amount of ammonium acetate is a particular advantage in terms of the duration and cost-effectiveness of further processing. The first solution may furthermore have a pH value in the range from 1 to 12, preferably from 6.5 to 7.5.

В некоторых вариантах первый раствор содержит ацетат аммония, где общее количество NH4OAc в суспензии и в первом растворе находится в интервале от 1 моля/л до 4 молей/л, предпочтительно в интервале от 2 молей/л до 3 молей/л.In some embodiments, the first solution contains ammonium acetate, wherein the total amount of NH 4 OAc in the suspension and in the first solution is in the range of 1 mol/L to 4 mol/L, preferably in the range of 2 mol/L to 3 mol/L.

В некоторых вариантах значение рН первого раствора находится в интервале от 1 до 12, предпочтительно от 6,5 до 7,5, и указанный раствор содержит ацетат аммония, где общее количество NH4OAc в суспензии и в первом растворе находится в интервале от 1 моля/л до 4 молей/л, предпочтительно в интервале от 2 молей/л до 3 молей/л.In some embodiments, the pH of the first solution is in the range of from 1 to 12, preferably from 6.5 to 7.5, and said solution contains ammonium acetate, wherein the total amount of NH 4 OAc in the suspension and in the first solution is in the range of 1 mole /l to 4 mol/l, preferably in the range from 2 mol/l to 3 mol/l.

В некоторых вариантах способ очистки молекул иРНК дополнительно включает добавление пятого раствора к растворенным молекулам иРНК, полученным на стадии (Iб), до очистки молекул иРНК с использованием третьего раствора, включающего хелатирующий агент согласно стадии (IIа). Пятый раствор включает предпочтительно тот же самый хелатирующий агент, что и в третьем растворе. Таким образом, пятый раствор предпочтительно включает ЭДТА в качестве хелатирующего агента для удаления прежде всего двухвалентных катионов, таких как катионы магния, и необязательно буферное вещество MOPS. Однако концентрация хелатирующего агента, включенного в пятый раствор, предпочтительно превышает концентрацию хелатирующего агента, включенного в третий раствор. При добавлении пятого раствора к растворенным молекулам иРНК, полученным на стадии (Iб), перед проведением стадии (IIа), состав раствора, в котором суспендированы молекулы иРНК, полученные на стадии (Iб), можно скорректировать до состава третьего раствора, используемого на стадии (IIа). Преимущество такой операции заключается в том, что можно снизить возможные эффекты разбавления, и, таким образом, повысить производительность и/или воспроизводимость очистки молекулы иРНК в соответствии способом, описанным в данном контексте.In some embodiments, the method for purifying the mRNA molecules further includes adding a fifth solution to the dissolved mRNA molecules obtained in step (Ib) before purifying the mRNA molecules using a third solution including the chelating agent of step (IIa). The fifth solution preferably includes the same chelating agent as in the third solution. Thus, the fifth solution preferably includes EDTA as a chelating agent to remove primarily divalent cations, such as magnesium cations, and optionally a MOPS buffer. However, the concentration of the chelating agent included in the fifth solution is preferably higher than the concentration of the chelating agent included in the third solution. By adding a fifth solution to the dissolved mRNA molecules obtained in step (Ib) before performing step (IIa), the composition of the solution in which the mRNA molecules obtained in step (Ib) are suspended can be adjusted to the composition of the third solution used in step ( IIa). The advantage of such an operation is that possible dilution effects can be reduced, and thus the throughput and/or reproducibility of purification of an mRNA molecule can be increased according to the method described in this context.

В некоторых вариантах способ очистки молекул иРНК дополнительно включает дефосфорилирование и/или полиаденилирование и/или пост-кэппирование молекул иРНК. Таким образом, молекулы иРНК можно не только очистить способом по настоящему изобретению, но и дополнительно модифицировать для обеспечения их способности транслироваться в функциональные аминокислотные последовательности, такие как белки. Такие модификации включают дефосфорилирование молекул иРНК для удаления, например, 5'-моно-, ди- и/или трифосфатов, которые были добавлены в ходе синтеза in vitro и/или в ходе котранскрипционного 5'-кэппинга, полиаденилирование молекул иРНК, так как хвост поли(А) в большинстве случаев является основным фактором, определяющим время жизни молекулы иРНК, и пост-кэппирование молекул иРНК в случае, если не проводили ко-транскрипционное 5'-кэппирование. Поскольку прежде всего 5'-кэпы и 3'-поли(А) хвосты считаются основными факторами, определяющими эффективность иРНК, включение таких признаков в способ очистки молекулы иРНК является преимуществом с точки зрения максимального увеличения времени и рентабельности обработки молекулы иРНК и максимального увеличения продолжительности действия очищенных молекул иРНК.In some embodiments, the method for purifying mRNA molecules further comprises dephosphorylation and/or polyadenylation and/or post-capping of the mRNA molecules. Thus, mRNA molecules can not only be purified by the method of the present invention, but also further modified to ensure their ability to be translated into functional amino acid sequences, such as proteins. Such modifications include dephosphorylation of mRNA molecules to remove, for example, 5'-mono-, di- and/or triphosphates that were added during in vitro synthesis and/or cotranscriptional 5' capping, polyadenylation of mRNA molecules, since the tail poly(A) in most cases is the main factor determining the lifetime of an mRNA molecule, and post-capping of mRNA molecules if co-transcriptional 5'-capping was not performed. Since primarily 5'-caps and 3'-poly(A) tails are considered to be the main factors determining the effectiveness of mRNA, the inclusion of such features in the method for purifying an mRNA molecule is advantageous in terms of maximizing the time and cost-effectiveness of processing the mRNA molecule and maximizing the duration of action purified mRNA molecules.

Преимущество наличия 5'-кэпа заключается в повышении стабильности молекул иРНК и, таким образом, в увеличении продолжительности действия молекул иРНК. Таким образом в случае, если очищаемые осажденные молекулы иРНК не содержат 5'-кэп или аналог 5'-кэпа, молекулы иРНК предпочтительно подвергают пост-транскрипционному 5'-кэппированию, например, при ферментативном включении кэпа C1-m7G или кэпа m7GpppG. Однако более предпочтительно молекулы иРНК подвергают пост-транскрипционному 5'-кэпированию, например, с использованием аналога кэпа ARCA или с использованием технологии Trilink (CleanCap technology, см. US 2018/273576 А1). В этом случае преимущество применения способа TFF по настоящему изобретению заключается в удалении чистого кэп-аналога.The advantage of having a 5' cap is to increase the stability of the mRNA molecules and thus increase the duration of action of the mRNA molecules. Thus, if the precipitated mRNA molecules to be purified do not contain a 5' cap or a 5' cap analogue, the mRNA molecules are preferably subjected to post-transcriptional 5' capping, for example by enzymatic incorporation of a C1-m7G cap or an m7GpppG cap. However, more preferably, the mRNA molecules are subjected to post-transcriptional 5' capping, for example using an ARCA cap analog or using Trilink technology (CleanCap technology, see US 2018/273576 A1). In this case, the advantage of using the TFF method of the present invention is the removal of pure cap analogue.

Более того в случае, если очищаемые осажденные молекулы иРНК не содержат хвост 3'-поли(А), молекулы иРНК предпочтительно подвергают ферментативному полиаденилированию с использованием хвоста поли(А), который содержит по меньшей мере 100 нуклеотидов А, предпочтительно по меньшей мере 120 нуклеотидов А, более предпочтительно по меньшей мере 240 нуклеотидов А. Необязательно, добавляемый хвост поли(А) включает не-А нуклеотиды, предпочтительно нуклеотиды G в последовательности хвоста поли(А) и/или в одном концевом фрагменте хвоста поли(А), при этом указанный концевой фрагмент не включен в 3'-концевой фрагмент очищаемых молекул иРНК. Было установлено, что преимущество добавления хвоста поли(А) к молекулам иРНК заключается в увеличении продолжительности действия указанной молекулы иРНК и таким образом в обеспечении требуемых уровней трансляции.Moreover, in the event that the precipitated mRNA molecules to be purified do not contain a 3'-poly(A) tail, the mRNA molecules are preferably enzymatically polyadenylated using a poly(A) tail that contains at least 100 nucleotides of A, preferably at least 120 nucleotides A, more preferably at least 240 nucleotides of A. Optionally, the added poly(A) tail includes non-A nucleotides, preferably G nucleotides in the poly(A) tail sequence and/or in one terminal fragment of the poly(A) tail, wherein the specified terminal fragment is not included in the 3'-terminal fragment of the purified mRNA molecules. It has been found that the advantage of adding a poly(A) tail to mRNA molecules is to increase the duration of action of said mRNA molecule and thus achieve the required levels of translation.

Следовательно, в некоторых вариантах способ очистки молекул тРНК по настоящему изобретению дополнительно включает дефосфолирирование молекул иРНК.Therefore, in some embodiments, the method for purifying tRNA molecules of the present invention further comprises dephosphorylation of the mRNA molecules.

В других вариантах способ дополнительно включает полиаденилирование молекул иРНК.In other embodiments, the method further includes polyadenylation of mRNA molecules.

В еще одних вариантах способ дополнительно включает пост-кэппирование молекул иРНК.In yet other embodiments, the method further includes post-capping the mRNA molecules.

В некоторых вариантах способ очистки молекул иРНК включает по меньшей мере дефосфорилирование и полиаденилирование молекул иРНК.In some embodiments, a method for purifying mRNA molecules includes at least dephosphorylation and polyadenylation of the mRNA molecules.

В некоторых вариантах способ очистки молекул иРНК по настоящему изобретению включает по меньшей мере дефосфорилирование и пост-кэппирование молекул иРНК, где дефосфорилирование молекул иРНК проводят после пост-кэппирования молекул иРНК.In some embodiments, the method for purifying mRNA molecules of the present invention includes at least dephosphorylation and post-capping of the mRNA molecules, wherein dephosphorylation of the mRNA molecules occurs after post-capping of the mRNA molecules.

В некоторых вариантах способ очистки молекул иРНК включает дефосфорилирование молекул иРНК, полученных на стадии (Iб), с последующим проведением стадий (Iа)-(IIб), с последующим полиаденилированием полученных молекул иРНК и с последующим повторным проведением стадий (Iа)-(IIб), где последнюю стадию (Iа) проводят при температуре в интервале от 20°С до 30°С, предпочтительно в интервале от 23°С до 27°С, более предпочтительно при 25°С, необязательно с последующей фильтрацией полученного концентрата, включающего молекулы иРНК. Таким образом, для обеспечения максимальной рентабельности и снижения временных затрат на обработку молекул иРНК, способ очистки молекул иРНК дополнительно включает стадии дефосфорилирования и полиаденилирования молекул иРНК. Прежде всего авторами настоящего изобретения было установлено, что преимущество заключается в объединении последних двух стадий с дополнительными стадиями очистки молекул иРНК, чтобы удалить также компоненты, введенные в ходе дефосфорилирования и полиаденилирования.In some embodiments, a method for purifying mRNA molecules includes dephosphorylation of the mRNA molecules obtained in step (Ib), followed by steps (Ia)-(IIb), followed by polyadenylation of the resulting mRNA molecules, and then repeated steps (Ia)-(IIb) wherein the last step (Ia) is carried out at a temperature in the range from 20°C to 30°C, preferably in the range from 23°C to 27°C, more preferably at 25°C, optionally followed by filtration of the resulting concentrate comprising the mRNA molecules . Thus, to ensure maximum cost-effectiveness and reduce the time required for processing mRNA molecules, the method for purifying mRNA molecules additionally includes the stages of dephosphorylation and polyadenylation of mRNA molecules. First of all, the present inventors have found that it is advantageous to combine the last two steps with additional purification steps of the mRNA molecules to also remove components introduced during dephosphorylation and polyadenylation.

Таким образом, прежде всего в случае, если очищаемые молекулы иРНК включают котранскрипционно включенные 5' кэп или аналог 5' кэпа, способ очистки молекул иРНК включает следующие стадии. Сначала осажденные молекулы иРНК очищают из суспензии, включающей указанные осажденные молекулы иРНК, с использованием первого раствора на стадии (Iа), причем указанный первый раствор предпочтительно включает ацетат аммония. Затем очищенные осажденные молекулы иРНК на стадии (Iб) промывают и растворяют с использованием второго раствора, предпочтительно воды, для удаления, например, белков, солей и трифосфатов нуклеозидов. Затем растворенные молекулы иРНК подергают дефосфорилированию способами, известными специалистам в данной области техники для удаления 5' моно-, ди- и трифосфатов от молекул иРНК, которые могли не подвергаться кэппированию. Дефосфорилированные молекулы иРНК очищают с использованием первого раствора, предпочтительно включающего ацетат аммония, на дополнительной стадии (Iа) и затем промывают с использованием второго раствора, который предпочтительно представляет собой воду, на дополнительной стадии (Iб). Полученные таким образом молекулы иРНК затем очищают на стадии (IIа) с использованием третьего раствора, включающего хелатирующий агент, предпочтительно ЭДТА, и предпочтительно MOPS при рН в интервале от 0 до 8, более предпочтительно при рН в интервале от 6,5 до 7,5, для удаления молекул незрелой иРНК и продуктов гидролиза. Затем третий раствор удаляют при проведении стадии промывки на стадии (IIб) с использованием четвертого раствора. Если стадия полиаденилирования не требуется, например, в связи с тем, что матрица ДНК, которая включает последовательность, кодирующую хвост поли(А), используемую для транскрипции in vitro, полученные очищенные молекулы иРНК промывают на стадии (IIб) с использованием четвертого раствора, предпочтительно включающего цитрат и/или хлорид натрия, и за указанной стадией (IIб) необязательно следует дополнительная стадия фильтрации с использованием, например, фильтрационной мембраны с размером пор менее 0,3 мкм. В случае, если стадия полиаденилирования является предпочтительной, например, поскольку для транскрипции in vitro использовали матрицу ДНК, которая не содержит последовательность, кодирующую хвост поли(А), полученные очищенные молекулы иРНК промывают на стадии (IIб) с использованием четвертого раствора, предпочтительно воды, и затем их можно удлинять в условиях ферментативного включения хвоста 3'-поли (А) с использованием стандартных лабораторных протоколов для повышения продолжительности действия молекул иРНК, например, при добавлении поли(А) полимеразы. Затем молекулы иРНК подвергают обработке на стадиях (Iа)-(IIб), как описано выше, за исключением того, что стадию (Iа) проводят при температуре в интервале от 20°С до 30°С, предпочтительно в интервале от 23°С до 37°С, более предпочтительно при 25°С, например, для удаления добавленной поли(А) полимеразы, и за исключением того, что четвертый раствор, использованный на стадии (IIб), предпочтительно включает цитрат или хлорид натрия, для получения очищенных молекул иРНК, включающих 5' кэпы или аналоги 5' кэпов или хвосты 3' поли(А). Необязательно полученные очищенные молекулы иРНК можно подвергать дополнительной стадии фильтрации, например, с использованием фильтрационной мембраны с размером пор менее 0,3 мкм.Thus, primarily in the case where the mRNA molecules to be purified include a cotranscriptionally included 5' cap or 5' cap analogue, the method for purifying the mRNA molecules includes the following steps. First, the precipitated mRNA molecules are purified from the suspension comprising said precipitated mRNA molecules using the first solution in step (Ia), said first solution preferably comprising ammonium acetate. The purified precipitated mRNA molecules in step (Ib) are then washed and dissolved using a second solution, preferably water, to remove, for example, proteins, salts and nucleoside triphosphates. The dissolved mRNA molecules are then dephosphorylated by methods known to those skilled in the art to remove 5' mono-, di- and triphosphates from mRNA molecules that may not have been capped. The dephosphorylated mRNA molecules are purified using a first solution, preferably comprising ammonium acetate, in a further step (Ia) and then washed using a second solution, which is preferably water, in a further step (Ib). The mRNA molecules thus obtained are then purified in step (IIa) using a third solution comprising a chelating agent, preferably EDTA, and preferably MOPS at a pH ranging from 0 to 8, more preferably at a pH ranging from 6.5 to 7.5 , to remove immature mRNA molecules and hydrolysis products. The third solution is then removed during the washing step of step (IIb) using the fourth solution. If a polyadenylation step is not required, for example because a DNA template that includes a sequence encoding a poly(A) tail used for in vitro transcription, the resulting purified mRNA molecules are washed in step (IIb) using a fourth solution, preferably comprising sodium citrate and/or chloride, and said step (IIb) is optionally followed by an additional filtration step using, for example, a filtration membrane with a pore size of less than 0.3 μm. In case the polyadenylation step is preferred, for example because a DNA template was used for in vitro transcription that does not contain a sequence encoding the poly(A) tail, the resulting purified mRNA molecules are washed in step (IIb) using a fourth solution, preferably water, and can then be extended by enzymatically incorporating the 3'-poly(A) tail using standard laboratory protocols to increase the longevity of the mRNA molecules, such as the addition of poly(A) polymerase. The mRNA molecules are then treated in steps (Ia) to (IIb) as described above, except that step (Ia) is carried out at a temperature in the range of 20°C to 30°C, preferably in the range of 23°C to 37°C, more preferably at 25°C, for example to remove added poly(A) polymerase, and except that the fourth solution used in step (IIb) preferably includes sodium citrate or chloride, to obtain purified mRNA molecules , including 5' caps or analogues of 5' caps or 3' poly(A) tails. Optionally, the resulting purified mRNA molecules can be subjected to an additional filtration step, for example using a filtration membrane with a pore size of less than 0.3 μm.

В случае, если очищаемые молекулы иРНК не включают ко-транскрипционно включенные 5' кэп или аналог 5' кэпа, способ очистки молекул иРНК по настоящему изобретению, по сравнению с процедурой, описанной выше, включает дополнительную стадию, предпочтительно посттранскрипционное добавление 5' кэпа или аналога 5' кэпа в присутствии фермента. Таким образом, способ очистки молекул иРНК может включать следующие стадии. Сначала осажденные молекулы иРНК очищают от суспензии, которая включает указанные осажденные молекулы иРНК, с использованием первого раствора на стадии (Iа), причем указанный первый раствор предпочтительно включает ацетат аммония. Затем очищенные осажденные молекулы иРНК промывают на стадии (Iб) и растворяют с использованием второго раствора, предпочтительно воды, для удаления, например, белков, солей и трифосфатов нуклеозидов. Способ дополнительно включает кэппирование молекул иРНК, полученных на стадии (Iб), а затем проведение стадий (Iа) и (Iб), дефосфорилирование полученных молекул иРНК, с последующим проведением стадий (Iа)-(IIб). Если стадия полиаденилирования не требуется, например, в связи с тем, что матрица ДНК, которая включает последовательность, которая кодирует хвост поли(А), была использована для транскрипции in vitro, полученные очищенные молекулы иРНК промывают на стадии (IIб) с использованием четвертого раствора, предпочтительно включающего цитрат и/или хлорид натрия, и за указанной стадией (IIб) необязательно следует дополнительная стадия фильтрации с использованием, например, фильтрационной мембраны с размером пор менее 0,3 мкм. В случае, когда стадия полиаденилирования является целесообразной, например, в связи с тем, что для транскрипции in vitro была использована матрица ДНК, которая не включает последовательность, которая кодирует хвост поли(А), полученные очищенные молекулы иРНК промывают на стадии (IIб) с использованием четвертого раствора, предпочтительно воды, и затем их можно удлинять при добавлении хвоста 3' поли(А) в присутствии фермента с использованием стандартного лабораторного протокола для увеличения продолжительности действия молекул иРНК, например, при добавлении поли(А) полимеразы. Затем молекулы иРНК подвергают обработке на стадиях (Iа)-(IIб), где стадию (Iа) предпочтительно проводят при температуре в интервале от 20°С до 30°С, предпочтительно в интервале от 23°С до 37°С, более предпочтительно при 25°С, например, для удаления добавленной поли(А) полимеразы, а затем проводят стадию (IIб) с использованием четвертого раствора, включающего предпочтительнбо цитрат и/или хлорид натрия, при этом необязательно с последующим проведением фильтрации полученного концентрата, включающего молекулы иРНК.In the event that the mRNA molecules to be purified do not include a co-transcriptionally incorporated 5' cap or 5' cap analog, the method for purifying the mRNA molecules of the present invention, compared to the procedure described above, includes an additional step, preferably the post-transcriptional addition of a 5' cap or analog 5' cap in the presence of an enzyme. Thus, a method for purifying mRNA molecules may include the following steps. First, the precipitated mRNA molecules are purified from a suspension that includes said precipitated mRNA molecules using the first solution in step (Ia), said first solution preferably comprising ammonium acetate. The purified precipitated mRNA molecules are then washed in step (Ib) and dissolved using a second solution, preferably water, to remove, for example, proteins, salts and nucleoside triphosphates. The method additionally includes capping the mRNA molecules obtained at stage (Ib), and then carrying out stages (Ia) and (Ib), dephosphorylation of the resulting mRNA molecules, followed by stages (Ia)-(IIb). If the polyadenylation step is not required, for example because a DNA template that includes the sequence that encodes the poly(A) tail has been used for in vitro transcription, the resulting purified mRNA molecules are washed in step (IIb) using the fourth solution preferably comprising sodium citrate and/or chloride, and said step (IIb) is optionally followed by a further filtration step using, for example, a filtration membrane with a pore size of less than 0.3 μm. In the case where a polyadenylation step is appropriate, for example because a DNA template was used for in vitro transcription that does not include a sequence that encodes the poly(A) tail, the resulting purified mRNA molecules are washed in step (IIb) with using a fourth solution, preferably water, and can then be extended by adding a 3' poly(A) tail in the presence of an enzyme using a standard laboratory protocol to extend the duration of the mRNA molecules, such as the addition of poly(A) polymerase. The mRNA molecules are then processed in steps (Ia) to (IIb), where step (Ia) is preferably carried out at a temperature in the range of 20°C to 30°C, preferably in the range of 23°C to 37°C, more preferably at 25°C, for example, to remove the added poly(A) polymerase, and then step (IIb) is carried out using a fourth solution, preferably comprising citrate and/or sodium chloride, optionally followed by filtration of the resulting concentrate containing the mRNA molecules.

Таким образом, стадии (Iа)-(IIб) предпочтительно осуществляют до проведения любого удлинения молекул иРНК, такого как 3' полиаденилирование и необязательно 5' кэппирование. Прежде всего стадии (Iа)-(IIб) предпочтительно проводят до 3' полиаденилирования молекул иРНК, и стадии (Iа)-(Iб) предпочтительно проводят до 5' кэппирования. Такой подход используется во всех четырех вариантах осуществления настоящего изобретения, то есть для очистки молекул иРНК, которые подвергали ко-транскрипционному и пост-транскрипционному 5' кэппированию, соответственно.Thus, steps (Ia) to (IIb) are preferably carried out before any extension of the mRNA molecules, such as 3' polyadenylation and optionally 5' capping, occurs. First of all, steps (Ia)-(IIb) are preferably carried out before 3' polyadenylation of the mRNA molecules, and steps (Ia)-(Ib) are preferably carried out before 5' capping. This approach is used in all four embodiments of the present invention, that is, for the purification of mRNA molecules that have been subjected to co-transcriptional and post-transcriptional 5' capping, respectively.

Кроме того, во всех четырех вариантах осуществления, описанных выше, после стадий дефосфорилирования молекул иРНК проведение стадий (Iа) и (Iб) является необязательным. Следовательно, некоторые варианты соответствуют четырем вариантам осуществления, как описано выше, за исключением того, что стадии дефосфорилирования молекул иРНК, за которыми следует выполнение стадий (Iа) и (Iб).Moreover, in all four embodiments described above, after the steps of dephosphorylation of the mRNA molecules, steps (Ia) and (Ib) are optional. Therefore, some embodiments correspond to the four embodiments as described above, except that the steps of dephosphorylation of the mRNA molecules are followed by steps (Ia) and (Ib).

Фильтрацию TFF можно проводить с использованием в качестве устройства для фильтрации капсулы, кассеты и кассетного держателя или модуля из полых волокон. Прежде всего, модули из полых волокон представляют собой полностью предварительно собранные, предварительно стерилизованные, одноразовые проточные каналы, которые обеспечивают стерильную обработку и обеспечивают экономически эффективный метод упаковки фильтрационных мембран.TFF filtration can be carried out using a capsule, cassette and cassette holder or hollow fiber module as the filtration device. First of all, hollow fiber modules are fully pre-assembled, pre-sterilized, disposable flow channels that enable sterile processing and provide a cost-effective method of packaging filtration membranes.

Фильтрационные мембраны, используемые для очистки молекул иРНК, могут представлять собой любой тип материала, пригодный для очистки молекул иРНК, и следовательно, не взаимодействующий с очищаемыми молекулами иРНК. Типичные материалы для фильтрационных мембран включают немодифицированный полиэфирсульфон (PES), модифицированный полисульфон (mPES), мембрану из полых волокон на основе mPES, поливинилиденфторид (PVDF), ацетат целлюлозы, нитроцеллюлозу, смешанный эфир целлюлозы (ME), сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (UPE), полифтортетраэтилен (PTFE), найлон, полисульфон (PS), полиакрилонитрил, полипропилен, поливинилхлорид, поливинилидендифторид (PVDF) и их комбинации.Filtration membranes used to purify mRNA molecules can be any type of material that is suitable for purifying mRNA molecules and therefore does not interact with the mRNA molecules being purified. Typical filtration membrane materials include unmodified polyethersulfone (PES), modified polysulfone (mPES), mPES hollow fiber membrane, polyvinylidene fluoride (PVDF), cellulose acetate, nitrocellulose, mixed cellulose ether (ME), ultra-high molecular weight polyethylene (UPE) , polyfluorotetraethylene (PTFE), nylon, polysulfone (PS), polyacrylonitrile, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene difluoride (PVDF) and combinations thereof.

Фильтрационные мембраны характеризуются величиной предела отсечения по молекулярной массе (MWCO), который означает самую низкую молекулярную массу частиц в дальтонах, 90% которых удерживаются над мембраной. Предпочтительно размер пор фильтрационной мембраны обеспечивает удерживание молекул иРНК, в то время как компоненты меньшего размера, то есть меньше MWCO, проходят через фильтрационную мембрану и называются фильтратом. Так как удаляются различные компоненты различного размера, преимуществ заключается в том, чтобы подбирать размер пор фильтрационной мембраны в соответствии с размером компонентов, которые необходимо удалить на соответствующей стадии способа по настоящему изобретению.Filtration membranes are characterized by a molecular weight cutoff value (MWCO), which is the lowest molecular weight of particles in daltons of which 90% are retained above the membrane. Preferably, the pore size of the filtration membrane ensures that the mRNA molecules are retained while smaller components, i.e., less than MWCO, pass through the filtration membrane and are called filtrate. Since different components of different sizes are removed, it is advantageous to select the pore size of the filtration membrane in accordance with the size of the components that need to be removed at the appropriate stage of the method of the present invention.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в случае стадии (Iа), для фильтрации TFF используют фильтрационную мембрану с пределом отсечения MWCO в интервале от 300 кДа до 0,65 мкм, предпочтительно 500 кДа, и/или в случае стадий (Iб) и (IIб) используют фильтрационную мембрану с пределом отсечения MWCO в интервале от 1 кДа до 0,65 мкм, предпочтительно от 1 кДа до 300 кДа, более предпочтительно от 1 кДа до 50 кДа, даже более предпочтительно 50 кДа, 70 кДа и/или 100 кДа, и/или в случае стадии (IIа), используют фильтрационную мембрану с пределом отсечения по меньшей мере 50 кДа, предпочтительно по меньшей мере 70 кДа, более предпочтительно 70 кДа или 100 кДа. Фильтрационная мембрана имеет важное значение, так как размер пор фильтрационной мембраны определяет размер частиц, таких как молекулы иРНК и ее компонентов, которые могут проходить через фильтрационную мембрану и таким образом содержаться в фильтрате.In some embodiments of the present invention, in the case of step (Ia), a filtration membrane with a MWCO cutoff in the range of 300 kDa to 0.65 μm, preferably 500 kDa, is used to filter the TFF, and/or in the case of steps (Ib) and (IIb ) using a filtration membrane with a MWCO cutoff in the range of 1 kDa to 0.65 μm, preferably 1 kDa to 300 kDa, more preferably 1 kDa to 50 kDa, even more preferably 50 kDa, 70 kDa and/or 100 kDa, and/or in the case of step (IIa), use a filtration membrane with a cutoff limit of at least 50 kDa, preferably at least 70 kDa, more preferably 70 kDa or 100 kDa. The filtration membrane is important because the pore size of the filtration membrane determines the size of particles, such as mRNA molecules and its components, that can pass through the filtration membrane and thus be contained in the filtrate.

Таким образом, в случае стадии (Ia), MWCO фильтрационной мембраны предпочтительно составляет 300 кДа или 0,065 мкм. Предпочтительно, величину MWCO выбирают из группы, состоящей из 300 кДа, 500 кДа, 750 кДа, 0,05 кДа, 0,1 мкм, 0,2 мкм, 0,45 мкм, 0,5 мкм 0,65 мкм, и величина MWCO прежде всего предпочтительно составляет 500 кДа. Преимущество заключается в том, чтобы удерживать осажденные молекулы иРНК при удалении, например, ферментов и белков, содержащихся в клетках, которые подвергали лизису для получения очищаемых молекул иРНК или в случае транскрибированных in vitro молекул иРНК ферментов, модифицированных и немодифицированных нуклеозидтрифосфатов, 5' кэпов, аналогов 5' кэпов и компонентов буферного раствора, содержащихся в реакционных смесях транскрипции in vitro. Таким образом, соответствующую величину MWCO можно выбирать с учетом, например, размера ферментов, использованных на предшествующих стадиях обработки, таких как транскрипция in vitro очищаемых молекул иРНК, и которые необходимо удалить фильтрацией TFF на стадии (Iа). Полимераза T7RNA представляет собой хорошо известный в данной области техники фермент, который недостаточно эффективно удаляется в случае использования фильтрационной мембраны с величиной MWCO менее 100 кДа. При использовании на стадии (Iа) мембраны с величиной MWCO в интервале от 1 кДа до 750 кДа, фильтрация TFF называется ультрафильтрацией, в то время как фильтрация с использованием мембраны с величиной MWCO в интервале от 0,05 мкм до 0,65 мкм фильтрация TFF называется микрофильтрацией.Thus, in the case of step (Ia), the MWCO of the filtration membrane is preferably 300 kDa or 0.065 μm. Preferably, the MWCO value is selected from the group consisting of 300 kDa, 500 kDa, 750 kDa, 0.05 kDa, 0.1 μm, 0.2 μm, 0.45 μm, 0.5 μm, 0.65 μm, and The MWCO is particularly preferably 500 kDa. The advantage is to retain precipitated mRNA molecules while removing, for example, enzymes and proteins contained in cells that have been lysed to obtain purified mRNA molecules or in the case of in vitro transcribed enzyme mRNA molecules, modified and unmodified nucleoside triphosphates, 5' caps, 5' cap analogs and buffer components contained in in vitro transcription reaction mixtures. Thus, the appropriate MWCO value can be selected taking into account, for example, the size of enzymes used in previous processing steps, such as in vitro transcription of purified mRNA molecules, and which need to be removed by TFF filtration in step (Ia). T7RNA polymerase is a well-known enzyme in the art that is not effectively removed when using a filtration membrane with an MWCO value of less than 100 kDa. When using a membrane with a MWCO value ranging from 1 kDa to 750 kDa in step (Ia), TFF filtration is called ultrafiltration, while filtration using a membrane with a MWCO value ranging from 0.05 µm to 0.65 µm is TFF filtration called microfiltration.

В случае стадий (Iб) и (IIб), величина MWCO предпочтительно составляет по меньшей мере 1 кДа, предпочтительно от 1 кДа до 50 кДа, более предпочтительно по меньшей мере 50 кДа, и даже более предпочтительно по меньшей мере 70 кДа. Предпочтительно, величину MWCO выбирают из группы, состоящей из 1 кДа, 3 кДа, 5 кДа, 10 кДа, 30 кДа, 50 кДа, 70 кДа, 100 кДа, 300 кДа, 0,05 мкм, 0,1 мкм, 0,2 мкм, 0,45 мкм, 0,5 мкм и 0,65 мкм, а величина MWCO прежде всего предпочтительно составляет 50 кДа, 70 кДа или 100 кДа. Такие признаки представляют преимущество для очистки молекул иРНК, в связи с эффективным удалением солей и других компонентов, содержащихся в соответствующем растворе, таких как ацетат аммония, хелатирующие агенты, такие как ЭДТА, буферное вещество, такое как MOPS, молекулы незрелой иРНК и/или продукты гидролиза. В случае сравнительно больших молекул иРНК можно также рассматривать величину MWCO более 300 кДа.In the case of steps (Ib) and (IIb), the MWCO value is preferably at least 1 kDa, preferably 1 kDa to 50 kDa, more preferably at least 50 kDa, and even more preferably at least 70 kDa. Preferably, the MWCO value is selected from the group consisting of 1 kDa, 3 kDa, 5 kDa, 10 kDa, 30 kDa, 50 kDa, 70 kDa, 100 kDa, 300 kDa, 0.05 μm, 0.1 μm, 0.2 μm, 0.45 μm, 0.5 μm and 0.65 μm, and the MWCO value is especially preferably 50 kDa, 70 kDa or 100 kDa. Such features are advantageous for the purification of mRNA molecules, due to the effective removal of salts and other components contained in the corresponding solution, such as ammonium acetate, chelating agents such as EDTA, a buffer such as MOPS, immature mRNA molecules and/or products hydrolysis. In the case of relatively large mRNA molecules, an MWCO value of more than 300 kDa can also be considered.

В случае стадии (IIа), величина MWCO предпочтительно составляет по меньшей мере 50 кДа, более предпочтительно по меньшей мере 70 кДа, даже более предпочтительно 70 кДа или 100 кДа. При использовании, например, буферного раствора на основе MOPS-ЭДТА, как описано выше, прежде всего предпочтительной является величина MWCO 100 кДа. В случае применения других высокоэффективных хелатирующих агентов или других высокоэффективных комбинаций хелатирующего агента и буферного вещества, для очистки сравнительно больших молекул иРНК может рассматриваться даже величина MWCO 100 кДа и более.In the case of step (IIa), the MWCO value is preferably at least 50 kDa, more preferably at least 70 kDa, even more preferably 70 kDa or 100 kDa. When using, for example, a MOPS-EDTA buffer solution as described above, a MWCO value of 100 kDa is particularly preferred. In the case of other highly effective chelating agents or other highly effective combinations of chelating agent and buffer, even MWCO values of 100 kDa or greater may be considered for the purification of relatively large mRNA molecules.

Более того, способы с использованием фильтрации TFF можно характеризовать с учетом различных переменных, наиболее важными из которых являются трансмембранное давление и скорость потока.Moreover, processes using TFF filtration can be characterized in terms of various variables, the most important of which are transmembrane pressure and flow rate.

Термин «трансмембранное давление» (ТМР) означает движущую силу, которая обеспечивает продвижение компонентов через фильтрационную мембрану. В некоторых вариантах трансмембранное давление в случае стадий (Iа) и (Iб), например, в лабораторном масштабе в типичном случае 500 мг иРНК, составляет от 100 мбар до 500 мбар, предпочтительно от 200 мбар до 400 мбар, и в случае стадий (IIа) и (IIб) от 2 мбар до 20 мбар, предпочтительно от 5 мбар до 15 мбар.The term "transmembrane pressure" (TMP) refers to the driving force that ensures the movement of components through the filtration membrane. In some embodiments, the transmembrane pressure in the case of steps (Ia) and (Ib), for example, on a laboratory scale, typically 500 mg of mRNA, is from 100 mbar to 500 mbar, preferably from 200 mbar to 400 mbar, and in the case of steps (IIa ) and (IIb) from 2 mbar to 20 mbar, preferably from 5 mbar to 15 mbar.

Термин «поток» относится к объему раствора, который протекает через систему TFF и прежде всего через площадь фильтрационной мембраны, а «скорость потока» означает объем раствора, протекающего через указанную систему в течение данного времени. Таким образом, скорость потока или поперечная скорость означает скорость потока раствора через фильтрационную мембрану. В некоторых вариантах скорость потока в случае стадий (Iа) и (Iб) составляет, например, 500 мг иRNA в типичном случае в лабораторном масштабе, составляет от 1,5 л/мин до 2,5 л/мин, предпочтительно от 1,6 л/мин до 1,9 л/мин, и в случае стадий (IIа) и (IIб) от 0,2 л/мин до 0,6 л/мин, предпочтительно от 0,35 л/мин до 0,45 л/мин.The term "flow" refers to the volume of solution that flows through the TFF system and primarily through the area of the filtration membrane, and "flow rate" refers to the volume of solution flowing through said system during a given time. Thus, flow rate or lateral velocity refers to the rate at which a solution flows through the filtration membrane. In some embodiments, the flow rate for steps (Ia) and (Ib) is, for example, 500 mg of mRNA, typically on a laboratory scale, from 1.5 L/min to 2.5 L/min, preferably from 1.6 l/min to 1.9 l/min, and in the case of stages (IIa) and (IIb) from 0.2 l/min to 0.6 l/min, preferably from 0.35 l/min to 0.45 l /min.

В наиболее предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения способ очистки молекул иРНК проводят с использованием непрерывной фильтрации TFF. Термин непрерывная TFF относится к системе TFF, в которой концентрат используют в качестве питающего потока в другом цикле TFF. В данном контексте термин «питающий поток» означает раствор или суспензию, включающие очищаемые молекулы иРНК. Следовательно, исходный питающий поток, включающий молекулы иРНК, подвергают первому циклу фильтрации с использованием TFF, и полученный концентрат, включающий молекулы иРНК, снова используют в качестве питающего потока для другого цикла TFF при циркуляции по меньшей мере молекул иРНК. Такая комбинация представляет преимущество для повышения уровня очистки на повторных стадиях очистки в автоматическом режиме, а также в снижении риска потерь молекул иРНК при их перемещении через системы.In the most preferred embodiments of the present invention, the method for purifying mRNA molecules is carried out using continuous TFF filtration. The term continuous TFF refers to a TFF system in which the concentrate is used as a feed stream in another TFF cycle. As used herein, the term “feed stream” means a solution or suspension comprising the mRNA molecules to be purified. Therefore, the original feed stream comprising the mRNA molecules is subjected to a first round of filtration using TFF, and the resulting concentrate comprising the mRNA molecules is again used as a feed stream for another cycle of TFF while circulating at least the mRNA molecules. This combination is advantageous for increasing purification levels in repeated automated purification steps, as well as reducing the risk of loss of mRNA molecules as they move through systems.

Таким образом в некоторых вариантах молекулы иРНК содержатся в концентрате после фильтрации в тангенциальном потоке, предпочтительно по меньшей мере в концентрате, полученном на стадиях (Ia)-(IIa). В случае стадии (IIб) молекулы иРНК могут содержаться в концентрате или в фильтрате.Thus, in some embodiments, the mRNA molecules are contained in the concentrate after tangential flow filtration, preferably at least in the concentrate obtained in steps (Ia)-(IIa). In the case of stage (IIb), the mRNA molecules can be contained in the concentrate or in the filtrate.

В некоторых вариантах молекулы иРНК содержатся в концентрате, полученном на стадиях (Iа)-(IIб).In some embodiments, the mRNA molecules are contained in the concentrate obtained in steps (Ia) through (IIb).

В некоторых вариантах концентрат, полученный на стадии (Iа), используют в качестве питающего потока раствора для фильтрации в тангенциальном потоке на стадии (Iб), концентрат, полученный на стадии (Iб), в качестве питающего потока раствора на стадии (IIа), а концентрат, полученный на стадии (IIа), в качестве питающего раствора на стадии (IIб). Таким образом настоящее изобретение предпочтительно осуществляют с использованием непрерывной фильтрации TFF для выполнения по меньшей мере стадий (Iа)-(IIб). Более подробно, для очистки по настоящему изобретению молекулы иРНК предпочтительно циркулируют в системе непрерывной TFF. Таким образом, в одном варианте по меньшей мере стадии (Ia)-(IIa), предпочтительно стадии (Iа)-(IIб), проводят с использованием непрерывной TFF.In some embodiments, the concentrate obtained in step (Ia) is used as the solution feed stream for tangential flow filtration in step (Ib), the concentrate obtained in step (Ib) is used as the solution feed stream in stage (IIa), and the concentrate obtained in stage (IIa) as the feed solution in stage (IIb). Thus, the present invention is preferably carried out using continuous TFF filtration to perform at least steps (Ia) to (IIb). In more detail, for the purification of the present invention, the mRNA molecules are preferably circulated in a continuous TFF system. Thus, in one embodiment, at least steps (Ia)-(IIa), preferably steps (Ia)-(IIb), are carried out using continuous TFF.

Дополнительное преимущество системы TFF заключается в том, что ее можно простым способом использовать для диафильтрации и прежде всего для непрерывной диафильтрации. С помощью диафильтрации части раствора или суспензии могут быть заменены на другие. Например, при прерывистой диафильтрации раствор сначала разбавляют, а затем снова концентрируют до исходного объема. Однако этот процесс может оказывать отрицательный эффект на функциональность очищаемых молекул иРНК.An additional advantage of the TFF system is that it can be used in a simple manner for diafiltration and especially for continuous diafiltration. Using diafiltration, parts of a solution or suspension can be replaced with others. For example, in intermittent diafiltration, the solution is first diluted and then concentrated again to its original volume. However, this process may have a negative effect on the functionality of the purified mRNA molecules.

Следовательно, в предпочтительных вариантах очищаемые молекулы иРНК циркулируют по меньшей мере в ходе стадий (Iа)-(IIб), в непрерывной системе TFF для очистки способом, описанный выше, с использованием постоянного объема диафильтрации. Постоянный объем или непрерывная диафильтрация относится к способу фильтрации, при этом в системе фильтрации сохраняется постоянный объем. Таким образом, одно и то же количество раствора или суспензии добавляют в виде объема раствора или суспензии, который проходит через фильтрационную мембрану в виде фильтрата. Таким образом, объем концентрата равен объему, который исходно подавали в систему TFF, то есть питающий объем и объем для промывки, то есть объем диафильтрации, равен объему фильтрата. Комбинация непрерывной TFF и непрерывной диафильтрации является преимуществом в отношении удаления примесей в виде фильтрата, и при этом очищаемые молекулы иРНК удерживаются в циркулирующей части системы TFF в постоянном объеме для сохранения их функции.Therefore, in preferred embodiments, the mRNA molecules to be purified are circulated through at least steps (Ia) to (IIb), in a continuous TFF system for purification in the manner described above using a constant volume of diafiltration. Constant volume or continuous diafiltration refers to a filtration method where a constant volume is maintained in the filtration system. Thus, the same amount of solution or suspension is added as a volume of solution or suspension that passes through the filtration membrane as filtrate. Thus, the volume of concentrate is equal to the volume that was initially supplied to the TFF system, that is, the feed volume and the volume for washing, that is, the diafiltration volume, is equal to the volume of filtrate. The combination of continuous TFF and continuous diafiltration is advantageous in terms of removing contaminants as a filtrate while keeping the purified mRNA molecules in the circulating portion of the TFF system at a constant volume to maintain their function.

Следовательно, в некоторых вариантах по меньшей мере стадии (Ia)-(IIa), предпочтительно стадии (Iа)-(IIб) проводят с использованием диафильтрации, предпочтительно непрерывной диафильтрации.Therefore, in some embodiments, at least steps (Ia)-(IIa), preferably steps (Ia)-(IIb), are carried out using diafiltration, preferably continuous diafiltration.

В некоторых вариантах объем диафильтрации любого первого, второго, третьего и/или четвертого раствора составляет по меньшей мере 1-кратный объем суспензии стадии (Iа), например, 1-кратный, 2-кратный, 3-кратный, 4-кратный, 5-кратный, предпочтительно по меньшей мере 10-кратный объем. Определение указанного объема диафильтрации представляет особый интерес с точки зрения оптимального компромисса между временными затратами, экономической эффективностью и уровнем очистки, который необходимо обеспечить. Было установлено, что объем диафильтрации любого из первого, второго, третьего и/или четвертого раствора составляет по меньшей мере 1-кратный объем суспензии стадии (Iа), предпочтительно, по меньшей мере, 10-кратный. Преимущество заключается в том, чтобы обеспечить значительно удаление компонентов и при этом обеспечить высокую производительность обработки, и таким образом, очистку молекул иРНК в препаративном масштабе.In some embodiments, the diafiltration volume of any first, second, third, and/or fourth solution is at least 1 times the volume of the suspension of step (Ia), e.g., 1 times, 2 times, 3 times, 4 times, 5 times multiple, preferably at least 10 times the volume. Determining the specified diafiltration volume is of particular interest from the point of view of the optimal compromise between time costs, cost-effectiveness and the level of purification that needs to be achieved. It has been found that the diafiltration volume of any of the first, second, third and/or fourth solution is at least 1 times the volume of the suspension of step (Ia), preferably at least 10 times. The advantage is to achieve significant component removal while still providing high throughput processing, and thus purification of mRNA molecules on a preparative scale.

В некоторых вариантах объем диафильтрации составляет 1-кратный объем суспензии стадии (Iа), и таким образом объем суспензии, включающей осажденные молекулы иРНК, первоначально введенные в систему TFF на стадии (Iа).In some embodiments, the volume of diafiltration is 1 times the volume of the suspension of step (Ia), and thus the volume of the suspension comprising the precipitated mRNA molecules originally introduced into the TFF system in step (Ia).

В некоторых вариантах объем диафильтрации является двухкратным объемом суспензии. В некоторых вариантах объем диафильтрации является 3-кратным объемом суспензии. В некоторых вариантах объем диафильтрации является 4-кратным объемом суспензии. В некоторых вариантах объем диафильтрации является 5-кратным объемом суспензии. В некоторых вариантах объем диафильтрации является по меньшей мере 5-кратным объемом суспензии на стадии (Iа).In some embodiments, the volume of diafiltration is twice the volume of the suspension. In some embodiments, the volume of diafiltration is 3 times the volume of the suspension. In some embodiments, the volume of diafiltration is 4 times the volume of the suspension. In some embodiments, the volume of diafiltration is 5 times the volume of the suspension. In some embodiments, the volume of diafiltration is at least 5 times the volume of the suspension in step (Ia).

В некоторых вариантах объем диафильтрации составляет по меньшей мере 10-кратный объем суспензии на стадии (Iа), и следовательно объем суспензии, включающий осажденные молекулы иРНК, первоначально введенный в систему TFF на стадии (Iа). Было установлено, что использование объема диафильтрации, по меньшей мере 10-кратного объема, первоначально введенного в систему TFF, является преимуществом для значительного удаления компонентов, использованных на соответствующей стадии, как описано выше.In some embodiments, the volume of diafiltration is at least 10 times the volume of the suspension in step (Ia), and therefore the volume of the suspension, including precipitated mRNA molecules, originally introduced into the TFF system in step (Ia). It has been found that using a diafiltration volume of at least 10 times the volume initially introduced into the TFF system is advantageous for significant removal of components used in the corresponding step as described above.

Следовательно, предпочтительно, чтобы объем диафильтрации любого первого, второго, третьего и/или четвертого раствора составлял по меньшей мере 10-кратный объем суспензии стадии (Iа). Еще более предпочтительно, чтобы по меньшей мере объем диафильтрации третьего и четвертого раствора составлял по меньшей мере 10-кратный объем суспензии на стадии (Iа).Therefore, it is preferable that the diafiltration volume of any first, second, third and/or fourth solution is at least 10 times the volume of the suspension of step (Ia). Even more preferably, at least the diafiltration volume of the third and fourth solution is at least 10 times the volume of the suspension in step (Ia).

В некоторых вариантах объем диафильтрации первого, второго, третьего и четвертого раствора составляет 10-кратный объем суспензии на стадии (Iа).In some embodiments, the volume of diafiltration of the first, second, third and fourth solution is 10 times the volume of the suspension in step (Ia).

Типичная полностью автоматизированная, замкнутая система для получения очищенных молекул иРНК согласно способу по настоящему изобретению представлена на Фиг. 2. Система включает непрерывную систему TFF, показанную на Фиг. 1, которая находится в жидкостном соединении с системой продуцирования иРНК, предпочтительно через первый вентиль. Следует отметить, что термин «вентиль», используемый в данном контексте, охватывает вентили (например, двух- и/или трехходовые) запорные вентили, зажимы и соединители с микропроцессорным управлением (МРС), предпочтительно вентили и/или соединители МРС. Кроме того, предпочтительно, чтобы соединитель МРС использовался в сочетании с зажимом. Таким образом, два элемента, например, два шланга, могут быть соединены таким образом, чтобы обеспечить одноразовое использование и/или обеспечить совместимость с различными системами, устойчивость к высокому давлению и/или изменениям давления, например, в одном из шлангов, и/или невысокую стоимость.A typical fully automated, closed-loop system for obtaining purified mRNA molecules according to the method of the present invention is shown in FIG. 2. The system includes a continuous TFF system shown in FIG. 1, which is in fluid communication with the mRNA production system, preferably through a first valve. It should be noted that the term "valve" as used herein includes microprocessor-controlled (eg, two- and/or three-way) shut-off valves, clamps and connectors, preferably MPC valves and/or connectors. Moreover, it is preferable that the MPC connector be used in combination with a clamp. Thus, two elements, for example two hoses, can be connected in such a way as to ensure single use and/or compatibility with various systems, resistance to high pressure and/or changes in pressure, for example in one of the hoses, and/or low cost.

Система получения иРНК может включать реакционный сосуд и по меньшей мере еще один сосуд. Реакционный сосуд и, по меньшей мере, один дополнительный сосуд предпочтительно находятся в жидкостном соединении друг с другом и с системой TFF через соединительный шланг. Первый вентиль расположен между соединительным шлангом системы получения иРНК и шлангом системы TFF, предпочтительно шлангом, в котором питающий поток циркулирует из резервуара к фильтрационному устройству. В другом варианте, система для продуцирования иРНК может находиться в жидкостном соединении со шлангом, в котором концентрат циркулирует от фильтрационного устройства к резервуару. Следует отметить, что использованный в данном контексте термин «шланг» может относиться к шлангу, трубе, трубопроводу или их комбинации. Более того соединительный шланг системы продуцирования иРНК может включать вспомогательный насос.Преимущество вспомогательного насоса заключается в автоматической регулировке скоростей потоков, проходящих через соединительный шланг.The mRNA production system may include a reaction vessel and at least one other vessel. The reaction vessel and at least one additional vessel are preferably in fluid communication with each other and with the TFF system via a connecting hose. The first valve is located between the connecting hose of the mRNA production system and the hose of the TFF system, preferably the hose in which the feed flow circulates from the reservoir to the filtration device. In another embodiment, the mRNA production system may be in fluid connection with a hose in which the concentrate is circulated from the filtration device to the reservoir. It should be noted that as used herein, the term “hose” can refer to a hose, pipe, conduit, or a combination thereof. Moreover, the connecting hose of the mRNA production system may include an auxiliary pump. The advantage of the auxiliary pump is that it automatically adjusts the flow rates passing through the connecting hose.

Очищаемые молекулы иРНК согласно способу по настоящему изобретению можно получить, например, при культивировании клеток для амплификации молекул иРНК в клетке, или предпочтительно в условиях транскрипции in vitro (IVT). В случае продуцирования молекул иРНК из клетках, клетки, такие как клетки Е. coli, можно культивировать в ферментере в условиях клеточно-специфического культивирования, пригодных для продуцирования молекул иРНК. Параметры указанных условий культивирования предпочтительно являются автоматически регулируемыми, например, при обеспечении соответствующих количеств среды для культивирования, газа и/или буферного вещества. Следовательно, система для продуцирования молекул иРНК может включать реакционную емкость и по меньшей мере одну дополнительную емкость, где реакционная емкость представляет собой ферментер и по меньшей мере одна дополнительная емкость включает, например, соответствующую среду для культивирования, газ и/или буферный раствор.The purified mRNA molecules according to the method of the present invention can be obtained, for example, by culturing cells to amplify the mRNA molecules in the cell, or preferably under in vitro transcription (IVT) conditions. In the case of producing mRNA molecules from cells, the cells, such as E. coli cells, can be cultured in a fermenter under cell-specific culture conditions suitable for producing the mRNA molecules. The parameters of said culture conditions are preferably automatically controlled, for example by providing appropriate quantities of culture medium, gas and/or buffer substance. Therefore, a system for producing mRNA molecules may include a reaction vessel and at least one additional vessel, where the reaction vessel is a fermenter and the at least one additional vessel includes, for example, an appropriate culture medium, gas and/or buffer solution.

В другом варианте, если очищаемые молекулы иРНК получают методом IVT, то при этом требуются матрица IVT, например, соответствующая матрица ДНК для транскрипции IVT очищаемых целевых молекул иРНК и реагенты для IVT, например, полимераза Т7 RNA, и смесь трифосфатов нуклеотидов (NTP). Следовательно, система продуцирования иРНК может включать реакционную емкость и по меньшей мере одну дополнительную емкость, где по меньшей мере одна дополнительная емкость включает по меньшей мере один из указанных реагентов IVT.Alternatively, if the mRNA molecules to be purified are produced by the IVT method, an IVT template is required, such as an appropriate DNA template for IVT transcription of the target mRNA molecules being purified, and IVT reagents, such as T7 RNA polymerase, and a nucleotide triphosphate (NTP) mixture. Therefore, an mRNA production system may include a reaction vessel and at least one additional vessel, wherein the at least one additional vessel includes at least one of said IVT reagents.

Таким образом реакционная емкость предпочтительно находится в жидкостном соединении по меньшей мере с одной дополнительной емкостью, предпочтительно по меньшей мере с первой дополнительной емкостью и второй дополнительной емкостью.Thus, the reaction vessel is preferably in fluid communication with at least one additional vessel, preferably with at least the first additional vessel and the second additional vessel.

Первая дополнительная емкость может включать по меньшей мере один из указанных реагентов IVT и предпочтительно находиться в жидкостном соединении с реакционной емкостью через соединительный шланг и второй и третий вентиль. Второй вентиль предпочтительно расположен между реакционной емкостью и соединительным шлангом, а третий вентиль расположен между соединительным шлангом и первой дополнительной емкостью. Когда закрывается первый вентиль и открываются второй и третий вентили, может происходить продуцирование молекул иРНК, например, методом IVT, предпочтительно в реакционной емкости. Когда закрывается третий вентиль и открываются первый и второй вентили, продуцированные молекулы иРНК можно переносить из системы продуцирования иРНК в систему TFF.The first additional vessel may include at least one of these IVT reagents and is preferably in fluid communication with the reaction vessel through a connecting hose and a second and third valve. The second valve is preferably located between the reaction vessel and the connection hose, and the third valve is located between the connection hose and the first additional vessel. When the first valve closes and the second and third valves open, production of mRNA molecules can occur, for example by the IVT method, preferably in a reaction vessel. When the third valve closes and the first and second valves open, the produced mRNA molecules can be transferred from the mRNA production system to the TFF system.

Вторая дополнительная емкость может включать раствор для осаждения молекул иРНК, где указанный раствор включает предпочтительно ацетат аммония (NH4OAc), например, 5 М NH4OAc. Предпочтительно вторая дополнительная емкость находится в жидкостном соединении с соединительным шлангом через четвертый вентиль. Когда открываются второй и четвертый вентили и закрываются первый и третий вентили, целевые молекулы можно осадить, предпочтительно в реакционной емкости, или в случае, если реакционной емкостью является ферментер, во второй дополнительной емкости. Затем при открытии первого вентиля осажденные молекулы иРНК в суспензии можно переносить из системы продуцирования иРНК в систему фильтрации TFF для очистки молекул иРНК способом по изобретению.The second additional vessel may include a solution for precipitating the mRNA molecules, wherein said solution preferably comprises ammonium acetate (NH 4 OAc), for example 5 M NH 4 OAc. Preferably, the second additional container is in fluid connection with the connecting hose through the fourth valve. When the second and fourth valves are opened and the first and third valves are closed, the target molecules can be precipitated, preferably in the reaction vessel, or if the reaction vessel is a fermenter, in a second additional vessel. Then, when the first valve is opened, the precipitated mRNA molecules in suspension can be transferred from the mRNA production system to the TFF filtration system for purification of the mRNA molecules by the method of the invention.

Следовательно, система, показанная на Фиг. 2, включает систему TFF, предпочтительно систему непрерывной диафильтрации с резервуаром. Предпочтительно резервуар находится в жидкостной соединении по крайней мере с тремя дополнительными емкостями, то есть по меньшей мере с третьей дополнительной емкостью, четвертой дополнительной емкостью и дополнительной пятой емкостью, по меньшей мере через пятый, шестой и седьмой вентили, соответственно. Третья дополнительная емкость может включать первый раствор, четвертая дополнительная емкость - второй раствор, а пятая дополнительная емкость - третий раствор по настоящему изобретению. Если второй и четвертый растворы отличаются друг от друга, резервуар предпочтительно находится в жидкостном соединении с шестой дополнительной емкостью, включающей четвертый раствор, например, через восьмой вентиль. Следовательно, предпочтительно, чтобы третья дополнительная емкость включала первый раствор, при этом первый раствор включает NH4OAc, например, 2,5 М NH4OAc, для очистки осажденных молекул иРНК, четвертая дополнительная емкость - воду, например, воду для инъекций (WFI) в качестве второго раствора, а пятая дополнительная емкость - третий раствор, при этом третий раствор включает ЭДТА в качестве хелатирующего агента и необязательно MOPS. В случае, если четвертый раствор не является водой, шестая дополнительная емкость предпочтительно включает хлорид и/или цитрат натрия. Более того, может присутствовать вспомогательный насос для автоматической регулировки скоростей потоков, переносимых из любой из указанных по меньшей мере трех дополнительных емкостей в резервуар.Therefore, the system shown in FIG. 2 includes a TFF system, preferably a continuous reservoir diafiltration system. Preferably, the reservoir is in fluid communication with at least three additional vessels, that is, at least a third additional vessel, a fourth additional vessel and a fifth additional vessel, through at least a fifth, sixth and seventh valves, respectively. The third additional container may include the first solution, the fourth additional container the second solution, and the fifth additional container the third solution of the present invention. If the second and fourth solutions are different from each other, the reservoir is preferably in fluid connection with a sixth additional reservoir including the fourth solution, for example through an eighth valve. Therefore, it is preferable that the third additional container includes a first solution, the first solution comprising NH 4 OAc, for example 2.5 M NH 4 OAc, to purify the precipitated mRNA molecules, the fourth additional container contains water, for example, water for injection (WFI ) as a second solution, and the fifth additional container is a third solution, wherein the third solution includes EDTA as a chelating agent and optionally MOPS. In case the fourth solution is not water, the sixth additional container preferably includes sodium chloride and/or citrate. Moreover, an auxiliary pump may be present to automatically adjust the flow rates transferred from any of the at least three additional containers to the reservoir.

Следовательно, резервуар предпочтительно включает осажденные молекулы иРНК в суспензии, которую переносят из системы продуцирования иРНК через первый вентиль при открытии первого вентиля в течение предварительно определенного времени. При открытии пятого вентиля в течение предварительно определенного времени первый раствор можно добавлять в суспензию осажденных молекул иРНК, и затем смесь можно переносить для по меньшей мере одного цикла непрерывной фильтрации TFF в фильтрационном устройстве, при этом фильтрационная мембрана предпочтительно характеризуется пределом отсечения по молекулярной массе от 300 кДа до 0,65 мкм. Таким образом, суспензию, включающую осажденные молекулы иРНК, можно очищать, например, от компонентов, содержащихся в смеси IVT, таких как белки, соли и/или NTP согласно стадии (Iа) способа, описанного в данном контексте. Суспензию, включающую очищенные осажденные молекулы иРНК, предпочтительно переносят обратно в резервуар в виде концентрата. Для осуществления стадии (Iб), то есть промывки и растворения очищенных осаженных молекул иРНК, полученных на стадии (Iа), шестой вентиль отрывают в течение предварительно определенного времени. Таким образом, второй раствор можно добавлять в присутствующую в резервуаре суспензию, включающую осажденные молекулы иРНК. При проведении по меньшей мере одного цикла непрерывной фильтрации TFF с использованием фильтрационного устройства, предпочтительно фильтрационной мембраны с пределом отсечения от 1 кДа до 0,65 мкм, например, можно удалить NH4OAc, включенный в первый раствор. При открытии седьмого вентиля в течение предварительно определенного времени, затем можно добавлять третий раствор к промытым и растворенным молекулам иРНК в резервуаре. При осуществлении по меньшей мере одного цикла непрерывной фильтрации TFF с использованием фильтрационного устройства, если фильтрационная мембрана характеризуется пределом отсечения 50 кДа, более предпочтительно 100 кДа, можно эффективно удалять молекулы незрелой иРНК и продукты гидролиза молекул иРНК на стадии (IIа) способа, описанного в данном контексте. Затем можно проводить стадию (IIб), для промывки очищенных молекул иРНК, полученных на стадии (IIа), например, при удалении компонентов третьего раствора. Следовательно, отрывают либо шестой либо восьмой вентиль в течение предварительно определенного времени для добавления либо воды, либо четвертого раствора, включающего хлорид и/или цитрат натрия, к очищенным молекулам иРНК в течение по меньшей мере одного цикла непрерывной TFF с использованием фильтрационного устройства, включающего фильтрационную мембрану, характеризующуюся предпочтительно пределом отсечения 50 кДа.Therefore, the reservoir preferably includes precipitated mRNA molecules in suspension, which is transferred from the mRNA production system through the first valve when the first valve is opened for a predetermined time. By opening the fifth valve for a predetermined time, the first solution can be added to the suspension of precipitated mRNA molecules, and the mixture can then be transferred to at least one cycle of continuous TFF filtration in a filtration device, the filtration membrane preferably having a molecular weight cutoff of 300 kDa up to 0.65 µm. Thus, the suspension comprising the precipitated mRNA molecules can be purified, for example, from components contained in the IVT mixture, such as proteins, salts and/or NTPs according to step (Ia) of the method described in this context. The suspension comprising the purified precipitated mRNA molecules is preferably transferred back to the reservoir as a concentrate. To carry out step (Ib), that is, washing and dissolving the purified precipitated mRNA molecules obtained in step (Ia), the sixth valve is opened for a predetermined time. Thus, the second solution can be added to the suspension containing the precipitated mRNA molecules present in the reservoir. By performing at least one cycle of continuous filtration of the TFF using a filtration device, preferably a filtration membrane with a cutoff limit of 1 kDa to 0.65 μm, for example, the NH 4 OAc included in the first solution can be removed. By opening the seventh valve for a predetermined time, the third solution can then be added to the washed and dissolved mRNA molecules in the reservoir. By performing at least one cycle of continuous filtration of TFF using a filtration device, if the filtration membrane has a cutoff limit of 50 kDa, more preferably 100 kDa, immature mRNA molecules and hydrolysis products of mRNA molecules can be effectively removed in step (IIa) of the method described herein context. Step (IIb) can then be carried out to wash the purified mRNA molecules obtained in step (IIa), for example to remove components of the third solution. Therefore, either the sixth or eighth valve is opened for a predetermined time to add either water or a fourth solution comprising sodium chloride and/or citrate to the purified mRNA molecules over at least one cycle of continuous TFF using a filtration device including a filtration filter. a membrane preferably having a cutoff limit of 50 kDa.

Необязательно проводят дополнительную стадию между стадиями (Iб) и (IIа). Следовательно, система TFF может дополнительно включать седьмую дополнительную емкость, которая находится в жидкостном соединении, например, с резервуаром, предпочтительно через девятый вентиль. Указанная седьмая дополнительная емкость может включать пятый раствор, при этом пятый раствор включает предпочтительно по меньшей мере хелатирующий агент в составе третьего раствора, предпочтительно ЭДТА, в более высокой концентрации, чем в указанном третьем растворе. При открытии девятого вентиля в течение предварительно определенного времени после выполнения стадии (Iб) можно добавлять пятый раствор к молекулам иРНК, растворенным во втором растворе. Преимущество этой операции заключается в том, что при этом можно повысить эффективность и воспроизводимость способа по настоящему изобретению за счет снижения времени, которое требуется для регулировки концентрации по меньшей мере хелатирующего агента в системе TFF до соответствующей концентрации, как указано в данном контексте для третьего раствора. Более того, может присутствовать вспомогательный насос для автоматической регуляции скоростей потоков, переносимых из седьмой дополнительной емкости в резервуар (не показано).Optionally, an additional step is carried out between steps (Ib) and (IIa). Therefore, the TFF system may further include a seventh additional vessel that is in fluid communication with, for example, a reservoir, preferably through a ninth valve. Said seventh additional container may include a fifth solution, wherein the fifth solution preferably includes at least a chelating agent in the third solution, preferably EDTA, at a higher concentration than in said third solution. By opening the ninth valve for a predetermined time after step (Ib), the fifth solution can be added to the mRNA molecules dissolved in the second solution. The advantage of this operation is that it can increase the efficiency and reproducibility of the method of the present invention by reducing the time required to adjust the concentration of at least the chelating agent in the TFF system to the appropriate concentration, as specified herein for the third solution. Moreover, an auxiliary pump may be present to automatically control the flow rates transferred from the seventh additional vessel to the reservoir (not shown).

Необязательно, система получения молекул иРНК может дополнительно включать дополнительную емкость, предпочтительно в жидкостном соединении с соединяющим шлангом системы получения молекул иРНК, предпочтительно через промежуточный вентиль. Промежуточная емкость может представлять собой предпочтительно стерильный мешок. При открытии первого вентиля и промежуточного вентиля в течение предварительно заданного времени, по меньшей мере часть суспензии или раствора, включающих молекулы иРНК, можно переносить из системы TFF в систему получения молекул иРНК и/или из системы получения молекул иРНК в систему TFF. Преимущество такой операции заключается в сохранении по меньшей мере части указанных суспензии или раствора, предпочтительно в течение предварительно заданного времени. Таким образом по меньшей мере указанную часть указанных суспензии или раствора можно подвергать дополнительному циклу очистки, например, на стадиях (Iа) и (Iб), на стадиях (IIа) и (IIб), и/или их комбинации. Кроме того, во время хранения по меньшей мере части суспензии или раствора в промежуточной емкости систему TFF и/или систему получения молекул иРНК можно очистить, промыть водой и/или буферным раствором и/или стерилизовать. Необязательно или в другом варианте, промежуточную емкость можно использовать для получения по меньшей мере части раствора или суспензии, содержащихся в промежуточной емкости, предпочтительно раствора или суспензии, включающих очищенные молекулы иРНК. Необязательно система может дополнительно включать фильтр для дополнительной стадии фильтрации (не показан). Указанный фильтр может включать фильтрационную мембрану с размером пор менее 0,3 мкм, например, 0,22 мкм, для конечной стадии фильтрации и, таким образом, его можно использовать для конечной фильтрации суспензии, включающей очищенные молекулы иРНК, полученные из промежуточной емкости.Optionally, the mRNA molecule production system may further include additional capacity, preferably in fluid connection to the connecting hose of the mRNA molecule production system, preferably through an intermediate valve. The intermediate container may preferably be a sterile bag. By opening the first valve and the intermediate valve for a predetermined time, at least a portion of the suspension or solution comprising the mRNA molecules can be transferred from the TFF system to the mRNA molecule production system and/or from the mRNA molecule production system to the TFF system. The advantage of such an operation is that at least a portion of said suspension or solution is retained, preferably for a predetermined time. Thus, at least said portion of said suspension or solution can be subjected to an additional purification cycle, for example in steps (Ia) and (Ib), in steps (IIa) and (IIb), and/or a combination thereof. In addition, while at least a portion of the suspension or solution is stored in the intermediate container, the TFF system and/or the mRNA molecule production system can be cleaned, washed with water and/or buffer solution, and/or sterilized. Optionally or alternatively, the intermediate vessel can be used to obtain at least a portion of the solution or suspension contained in the intermediate vessel, preferably a solution or suspension comprising purified mRNA molecules. Optionally, the system may further include a filter for an additional filtration step (not shown). Said filter may include a filtration membrane with a pore size of less than 0.3 μm, for example 0.22 μm, for the final filtration step and thus can be used for the final filtration of a suspension comprising purified mRNA molecules obtained from the intermediate vessel.

Преимущество заключается в модификации очищаемых молекул иРНК, например, дефосфорилированием, при добавлении 5'-кэпа или 3'-поли(А)-хвоста. Прежде всего, предпочтительно осуществлять стадии (Iа)-(IIб) по меньшей мере один раз перед 3'-полиаденилированием молекул иРНК, и стадии (Iа)-(Iб) предпочтительно осуществлять по меньшей мере один раз перед 5'-кэпингом. Необязательно полученные молекулы иРНК можно дефосфорилировать после по меньшей мере первой стадии (Iа) и по меньшей мере первой стадии (Iб) с последующими по меньшей мере второй стадией (Iа) и по меньшей мере второй стадией (Iб). Следовательно, система может дополнительно включать одну или более следующих конструкций (не показано): вторую' дополнительную емкость, предпочтительно включающую реагенты, необходимые для кэппинга, и предпочтительно в жидкостном соединении с соединительными шлангами системы получения иРНК через четвертый' вентиль, вторую'' дополнительную емкость, предпочтительно включающую реагенты, необходимые для дефосфорилирования, и предпочтительно в жидкостном соединении с соединительными шлангами системы получения иРНК через четвертый'' вентиль, и вторую''' дополнительную емкость, предпочтительно включающую реагенты, необходимые для ферментативного добавления поли(А)-хвоста, например, по меньшей мере поли(А)-полимеразу, и предпочтительно в жидкостном соединении с соединительными шлангами системы получения иРНК через четвертый''' вентиль. Когда открывается первый вентиль и промежуточный вентиль в течение предварительно определенного периода времени по меньшей мере часть соответствующей суспензии, содержащей очищаемые молекулы иРНК, можно перенести из системы TFF в промежуточную емкость системы получения иРНК. Когда закрывается первый вентиль и открывается четвертый', четвертый'' и/или четвертый''' вентиль, можно осуществить кэппинг, дефосфорилирование и/или полиаденилирование молекул иРНК предпочтительно в промежуточной емкости. В другом варианте или дополнительно в случае, если реакционная емкость не представляет собой ферментер, реакционную емкость можно использовать вместо промежуточной емкости и, таким образом, открывать второй вентиль вместо промежуточного. Когда закрывается четвертый', четвертый'' и/или четвертый''' вентиль и открывается первый вентиль суспензию, включающую модифицированные молекулы иРНК, можно перенести из системы получения иРНК в систему TFF.The advantage lies in modification of the purified mRNA molecules, for example by dephosphorylation, by adding a 5'-cap or 3'-poly(A) tail. First of all, it is preferable to carry out steps (Ia)-(IIb) at least once before 3'-polyadenylation of the mRNA molecules, and steps (Ia)-(Ib) are preferably carried out at least once before 5'-capping. Optionally, the resulting mRNA molecules can be dephosphorylated after at least a first step (Ia) and at least a first step (Ib) followed by at least a second step (Ia) and at least a second step (Ib). Therefore, the system may further include one or more of the following structures (not shown): a second 'additional reservoir, preferably including the reagents required for capping, and preferably in fluid connection with the connecting hoses of the mRNA production system through a fourth' valve, a second 'additional reservoir' , preferably including the reagents necessary for dephosphorylation, and preferably in fluid connection with the connecting hoses of the mRNA production system through a fourth'' valve, and a second'' additional vessel, preferably including the reagents necessary for the enzymatic addition of the poly(A) tail, e.g. , at least poly(A) polymerase, and preferably in fluid connection with the connecting hoses of the mRNA production system through the fourth ''' valve. When the first valve and the intermediate valve are opened for a predetermined period of time, at least a portion of the respective suspension containing the mRNA molecules to be purified can be transferred from the TFF system to the intermediate vessel of the mRNA production system. When the first valve closes and the fourth', fourth' and/or fourth' gate opens, capping, dephosphorylation and/or polyadenylation of the mRNA molecules can be accomplished, preferably in the intermediate vessel. Alternatively, or additionally, if the reaction vessel is not a fermenter, the reaction vessel may be used in place of the intermediate vessel and thus open the second valve instead of the intermediate valve. When the fourth', fourth' and/or fourth' valve closes and the first valve opens, the suspension comprising the modified mRNA molecules can be transferred from the mRNA production system to the TFF system.

Следует отметить, что фильтрационное устройство может включать более одной фильтрационной мембраны, которую можно заменять в автоматическом режиме. Предпочтительно фильтрационное устройство включает более одной ячейки фильтрационного устройства, например, каждое включает фильтрационную колонку, и молекулы иРНК переносят для непрерывной фильтрации TFF в по меньшей мере одну из ячеек, содержащих фильтрационную мембрану с пределом отсечения по молекулярной массе, как указано выше для соответствующей стадии способа.It should be noted that the filtration device may include more than one filtration membrane, which can be replaced automatically. Preferably, the filtration device includes more than one cell of the filtration device, for example, each including a filtration column, and the mRNA molecules are transferred for continuous filtration of the TFF into at least one of the cells containing a filtration membrane with a molecular weight cut-off as specified above for the relevant process step .

Кроме того, как показано на Фиг. 2, система может включать выходную секцию, например, выходную емкость в жидкостном соединении с резервуаром, например, через десятый вентиль. Предпочтительно, указанная выходная емкость относится к жидкостному соединению или находится в жидкостном соединении со стерильным, предпочтительно одноразовым, пакетом для хранения по меньшей мере части раствора или суспензии, содержащих очищенные молекулы иРНК. Когда открывается десятый вентиль, можно получить очищенные молекулы иРНК. В другом варианте в ходе (последней выполненной) стадии (IIб) очищенные молекулы иРНК могут содержаться скорее в фильтрате, чем в концентрате. Необязательно система может также содержать фильтр для дополнительной стадии фильтрации (не показано). Указанный фильтр может содержать фильтрационную мембрану с размером пор менее 0,3 мкм, например, 0,22 мкм, для конечной стадии фильтрации и, таким образом, его можно использовать для конечной фильтрации суспензии, содержащей очищенные молекулы иРНК, например, фильтрата или суспензии, полученной из выходной емкости. Кроме того, может присутствовать вспомогательный насос для автоматической регуляции скоростей жидкостей, переносимых из резервуара в выходную секцию (не показано).Moreover, as shown in FIG. 2, the system may include an outlet section, for example an outlet container in fluid communication with a reservoir, for example through a tenth valve. Preferably, said outlet container is in liquid connection or is in liquid connection with a sterile, preferably disposable, bag for storing at least a portion of the solution or suspension containing the purified mRNA molecules. When the tenth valve opens, purified mRNA molecules can be obtained. Alternatively, during the (last performed) step (IIb), the purified mRNA molecules may be contained in a filtrate rather than a concentrate. Optionally, the system may also include a filter for an additional filtration step (not shown). Said filter may comprise a filtration membrane with a pore size of less than 0.3 µm, for example 0.22 µm, for the final stage of filtration and thus can be used for the final filtration of a suspension containing purified mRNA molecules, for example a filtrate or suspension, obtained from the output tank. In addition, an auxiliary pump may be present to automatically control the rates of fluids transferred from the reservoir to the outlet section (not shown).

Система может дополнительно включать предпочтительно регулируемый в автоматическом режиме охлаждающий и/или нагревательный элемент (не показано). Указанный охлаждающий и/или нагревательный элемент может быть расположен по меньшей мере практически вокруг одной или более системы шлангов, емкостей (например, реакционной емкости, промежуточной емкости, дополнительной емкости и/или резервуара) и/или фильтрационного устройства. Предпочтительно охлаждающий элемент расположен по меньшей мере частично вокруг резервуара и/или фильтрационного устройства. Таким образом, способ по настоящему изобретению можно осуществлять при температуре от 0°С до 25°С, предпочтительно для большинства стадий от 2°С до 8°С при контроле с использованием соответствующего охлаждающего и/или нагревательного элемента. Таким образом, можно получить большие количества очищенных молекул иРНК.The system may further include preferably an automatically controlled cooling and/or heating element (not shown). Said cooling and/or heating element may be located at least substantially around one or more hose systems, containers (eg, reaction vessel, intermediate vessel, additional vessel and/or reservoir) and/or filtration device. Preferably, the cooling element is located at least partially around the reservoir and/or filtration device. Thus, the method of the present invention can be carried out at a temperature of from 0°C to 25°C, preferably for most stages from 2°C to 8°C, controlled using an appropriate cooling and/or heating element. In this way, large quantities of purified mRNA molecules can be obtained.

Предпочтительно система может дополнительно содержать предпочтительно регулируемый в автоматическом режиме элемент для регуляции рН (не показано). Указанный элемент может включать устройство для измерения рН раствора и/или суспензии, такое как рН-метр, и необязательно вентиль для регуляции рН, где последний предпочтительно находится в жидкостном соединении по меньшей мере с одной из емкостей (например, с реакционной емкостью, промежуточной емкостью, дополнительной емкостью и/или резервуаром). Таким образом, можно измерять и/или контролировать рН раствора и/или суспензии в соответствующей емкости. Дополнительно или в другом варианте можно измерять рН фильтрата, предпочтительно в непрерывном режиме. Таким образом, можно осуществлять мониторинг способа очистки иРНК с контролем качества.Preferably, the system may further comprise a preferably automatically adjustable pH control element (not shown). Said element may include a device for measuring the pH of the solution and/or suspension, such as a pH meter, and optionally a valve for regulating the pH, where the latter is preferably in fluid connection with at least one of the containers (for example, a reaction vessel, an intermediate vessel , additional capacity and/or reservoir). In this way, the pH of the solution and/or suspension in the appropriate container can be measured and/or controlled. Additionally or alternatively, the pH of the filtrate can be measured, preferably in a continuous manner. In this way, the mRNA purification process can be monitored with quality control.

Кроме того, можно измерять концентрацию и/или чистоту нуклеиновой кислоты, предпочтительно с использованием фильтрата. Это можно осуществить фотометрически при измерении поглощения молекул, включая молекулы иРНК, в УФ диапазоне приблизительно при 260 и 280 нм. Например, отношение величины, полученной при приблизительно 260 нм, к величине, полученной при приблизительно 280 нм, может указывать на степень чистоты соответствующей нуклеиновой кислоты в растворе или суспензии. Например, отношение приблизительно от 1,8 до приблизительно 2,0 может указывать на высокую степень чистоты молекул ДНК или РНК, в то время, как например, отношение менее 1,8 может указывать на примеси, например, белков. Таким образом, можно получать информацию о составе, например, фильтрата, включая концентрацию молекул иРНК. Необязательно или в другом варианте концентрацию молекул иРНК можно определять на основании, предпочтительно измерения проводимости в непрерывном режиме. Таким образом, система может, кроме того, включать предпочтительно регулируемый в автоматическом режиме элемент для количественного определения нуклеиновой кислоты (не показано), такой как спектрометр и/или спектрофотометр, например, Nanodrop, и/или устройства для измерения проводимости.In addition, the concentration and/or purity of the nucleic acid can be measured, preferably using the filtrate. This can be done photometrically by measuring the absorbance of molecules, including mRNA molecules, in the UV range at approximately 260 and 280 nm. For example, the ratio of the value obtained at about 260 nm to the value obtained at about 280 nm may indicate the purity of the corresponding nucleic acid in the solution or suspension. For example, a ratio of about 1.8 to about 2.0 may indicate high purity of the DNA or RNA molecules, while, for example, a ratio of less than 1.8 may indicate impurities, such as proteins. In this way, it is possible to obtain information about the composition of, for example, the filtrate, including the concentration of mRNA molecules. Optionally or alternatively, the concentration of the mRNA molecules can be determined based on, preferably, continuous conductivity measurements. Thus, the system may further preferably include an automatically controlled nucleic acid quantitation element (not shown), such as a spectrometer and/or spectrophotometer, for example a Nanodrop, and/or conductivity measuring devices.

Любую из емкостей (например, реакционную емкость, промежуточную емкость, дополнительную камеру и/или резервуар) или все емкости можно располагать на соответствующих весах. Таким образом, можно измерять массу соответствующей емкости, определять массу раствора или суспензии, содержащих очищаемые молекулы иРНК или очищенные в соответствующей емкости, и соответствующее количество добавляемого соответствующего раствора или компонента, например, первого, второго, третьего, четвертого и/или пятого раствора и/или реагентов IVT. Таким образом, можно оптимизировать и автоматизировать способ получения и/или очистки иРНК.Any or all of the containers (eg, reaction vessel, intermediate vessel, secondary chamber, and/or reservoir) may be positioned on appropriate scales. Thus, the mass of the corresponding container can be measured, the mass of the solution or suspension containing the mRNA molecules to be purified or purified in the corresponding container can be determined, and the corresponding amount of the corresponding solution or component added, for example, a first, second, third, fourth and/or fifth solution and/or or IVT reagents. In this way, the method for obtaining and/or purifying mRNA can be optimized and automated.

Для обеспечения автоматической регуляции способа получения и/или очистки иРНК система предпочтительно включает средства контроля, предназначенные для контроля средств, описанных выше, например, вентилей, (вспомогательных) насосов, нагревательного и/или охлаждающего элемента, элемента регуляции рН, элемента для количественной оценки нуклеиновой кислоты, средства для осуществления измерения проводимости и/или массы. Термин "система", использованный в данном контексте, означает устройство и эти термины могут быть использованы взаимозаменяемо.To provide automatic regulation of the method of obtaining and/or purifying mRNA, the system preferably includes controls designed to control the means described above, for example, valves, (auxiliary) pumps, heating and/or cooling element, pH control element, nucleic acid quantification element acids, means for carrying out conductivity and/or mass measurements. The term "system" as used in this context means a device and the terms may be used interchangeably.

В отношении соединительных шлангов системы получения молекул иРНК указанные шланги могут представлять собой соединительные шланги, как показано на Фиг. 2, например, в жидкостном соединении с реакционной емкостью и другими последовательно соединенными емкостями. В другом варианте соединительные шланги могут два или более шланга, соединяющим соответствующие емкости. Таким образом, соединительные шланги могут, например, означать по меньшей мере первую систему шлангов в жидкостном соединении с реакционной емкостью и первой дополнительной емкостью, и вторую систему шлангов в жидкостном соединении с реакционной емкостью и второй дополнительной емкостью. Предпочтительно одна или более из указанных двух или более систем шлангов содержит вентиль между соответствующими емкостями и необязательно дополнительным насосом.With respect to the connecting hoses of the mRNA molecule production system, the hoses may be connecting hoses as shown in FIG. 2, for example, in liquid connection with a reaction vessel and other series-connected vessels. In another embodiment, the connecting hoses can be two or more hoses connecting the corresponding containers. Thus, the connecting hoses may, for example, mean at least a first hose system in fluid connection with the reaction vessel and the first additional vessel, and a second hose system in fluid connection with the reaction vessel and the second additional vessel. Preferably, one or more of said two or more hose systems comprises a valve between the respective containers and optionally an additional pump.

Любой из компонентов системы, описанной выше, может представлять собой одноразовый компонент. Предпочтительно, одна или более емкостей (например, промежуточная, реакционная и/или дополнительная емкость) и/или один или более (промежуточных) вентилей могут представлять собой соответствующий одноразовые емкости и вентили, соответственно. Предпочтительно промежуточная емкость и/или реакционная емкость представляют собой одноразовые емкости. Необязательно, вся система может представлять собой одноразовую систему, например, для получения и очистки специфических молекул иРНК. Преимущество такой системы заключается в том, что соответствующую молекулу иРНК можно получить и очистить в стерильных условиях, исключая затратных по времени и средствам стадий промывки, очистки и/или стерилизации, которые в других условиях были бы необходимыми для снижения риска загрязнения. Таким образом, предпочтительно один или более компонентов системы, описанной выше, представляют собой соответствующие одноразовые компоненты.Any of the components of the system described above may be a disposable component. Preferably, one or more containers (eg, intermediate, reaction and/or additional container) and/or one or more (intermediate) valves may be corresponding disposable containers and valves, respectively. Preferably, the intermediate vessel and/or reaction vessel are disposable containers. Optionally, the entire system may be a single-use system, for example, for the production and purification of specific mRNA molecules. The advantage of such a system is that the corresponding mRNA molecule can be obtained and purified under sterile conditions, eliminating the time-consuming and costly washing, cleaning and/or sterilization steps that would otherwise be necessary to reduce the risk of contamination. Thus, preferably one or more components of the system described above are suitable disposable components.

Система, как показано в качестве примера на Фиг. 2, характеризуется несколькими преимуществами. В такой закрытой системе риск загрязнений, например, РНКазой, сведен к минимуму, и в то же время пропускная способность может быть увеличена, поскольку с использованием непрерывной фильтрации TFF можно исключить закупоривание фильтрационных мембран. Кроме того, такую систему можно использовать простым способом, например, с использованием регулируемого насосом переноса жидкости, и даже в полностью автоматизированном режиме, например, с использованием автоматически регулируемых (вспомогательных) насосов и/или вентилей. Более того, систему легко масштабировать и настраивать в соответствии с особыми требованиями заказчика. Таким образом, можно осуществлять очистку молекул иРНК с высокой производительностью высокоэффективным и автоматическим способом согласно описанному в данном контексте способу с использованием системы, как показано на Фиг. 2.The system, as shown by way of example in FIG. 2 has several advantages. In such a closed system, the risk of contamination such as RNase is minimized, while at the same time throughput can be increased since clogging of the filtration membranes can be avoided using continuous TFF filtration. Moreover, such a system can be used in a simple manner, for example using pump-controlled fluid transfer, and even in a fully automated manner, for example using automatically controlled (auxiliary) pumps and/or valves. Moreover, the system is easy to scale and customize to suit specific customer requirements. Thus, it is possible to carry out high-throughput purification of mRNA molecules in a highly efficient and automatic manner according to the method described herein using the system as shown in FIG. 2.

Настоящее изобретение относится также к способу получения фармацевтической композиции, включающему (а) очистку молекул иРНК согласно способу очистки молекул иРНК, описанному выше, и (б) переработку полученных таким образом молекул иРНК в фармацевтическую композицию. Это представляет особый интерес для применения очищенных молекул иРНК в области фармацевтики, такой как введение молекул иРНК для обеспечения синтеза белка, дефицит или дефект которого связан с заболеванием и/или присутствие которого требуется в клетке или оказывает благоприятное действие на клетку.The present invention also relates to a method for preparing a pharmaceutical composition, comprising (a) purifying mRNA molecules according to the method for purifying mRNA molecules described above, and (b) processing the thus obtained mRNA molecules into a pharmaceutical composition. This is of particular interest for the pharmaceutical applications of purified mRNA molecules, such as the administration of mRNA molecules to promote the synthesis of a protein whose deficiency or defect is associated with a disease and/or the presence of which is required in a cell or has a beneficial effect on the cell.

Предпочтительно, функция аминокислотной последовательности, которую можно транслировать из молекулы иРНК, очищенной по настоящему изобретению, в клетке или в ее окружении является необходимой или оказывает благоприятное действие, например, аминокислотная последовательность, недостаток или дефектная форма которой является причиной заболевания или расстройства, обеспечение которой может облегчать или предотвращать заболевание или расстройство, или аминокислотная последовательность, которая может ускорить процесс, благоприятный для организма, в клетке или в ее окружении. Кодируемая аминокислотная последовательность может представлять собой полную аминокислотную последовательность или ее функциональный вариант.Кроме того, кодируемая аминокислотная последовательность может действовать в качестве фактора, индуктора, регулятора, стимулятора или фермента, или их функционального фрагмента, где эта аминокислотная последовательность проявляет функцию, необходимую для устранения заболевания, прежде всего метаболического нарушения или для запуска процессов in vivo, таких как образование новых кровеносных сосудов, тканей и т.д. Термин "функциональный вариант", использованный в данном контексте, означает фрагмент, который в клетке может проявлять функцию аминокислотной последовательности, функция которой в клетке является необходимой или недостаток или дефектная форма которой являются патогенными.Preferably, the function of the amino acid sequence that can be translated from the mRNA molecule purified according to the present invention in the cell or its environment is necessary or beneficial, for example, an amino acid sequence, the deficiency or defective form of which causes a disease or disorder, the provision of which can alleviate or prevent a disease or disorder, or an amino acid sequence that can accelerate a process beneficial to an organism, in a cell or in its environment. The encoded amino acid sequence may be a complete amino acid sequence or a functional variant thereof. In addition, the encoded amino acid sequence may act as a factor, inducer, regulator, stimulator or enzyme, or a functional fragment thereof, where the amino acid sequence exhibits a function necessary to eliminate a disease , primarily metabolic disorders or to trigger in vivo processes, such as the formation of new blood vessels, tissues, etc. The term "functional variant" as used herein means a fragment that in a cell can exhibit the function of an amino acid sequence the function of which is essential in the cell or the deficiency or defective form of which is pathogenic.

Предпочтительно, такая аминокислотная последовательность характеризуется преимуществами в отношении применения для дополнительных или медицинских целей для создания или восстановления физиологических функций, вызванных биосинтезом субоптимальных аминокислотных последовательностей, и, таким образом, также для прямого или непрямого благоприятного влияния на ход заболеваний. Нарушениями с известной генетической основой являются муковисцидоз, гемофилия, гипертензия, повышенный уровень холестерина, рак, нейродегенеративные нарушения, психические заболевания и др. Каталог в режиме "онлайн" с 22993 записями генетический нарушений и нарушений генов человека с соответствующими генами и описанием их фенотипов доступен на веб-странице ONIM (Online Mendelian Inheritance in Man, http://onim.org), все последовательности доступны в базе данных Uniprot (http://www.uniprot.org). В качестве неограничивающих примеров в табл. 2 приведены некоторые врожденные заболевания и соответствующий(е) ген(ы). Вследствие высокого уровня взаимодействия клеточных сигнальных путей мутации определенного гена вызывают множественные патогенные симптомы, из которых только характерные приведены в табл. 2.Preferably, such an amino acid sequence is advantageous for use for complementary or medical purposes to create or restore physiological functions caused by the biosynthesis of suboptimal amino acid sequences, and thus also for direct or indirect beneficial effects on the course of diseases. Disorders with a known genetic basis include cystic fibrosis, hemophilia, hypertension, high cholesterol, cancer, neurodegenerative disorders, mental illness, etc. An online catalog with 22,993 records of genetic disorders and human gene disorders with corresponding genes and descriptions of their phenotypes is available at ONIM (Online Mendelian Inheritance in Man, http://onim.org) web page, all sequences are available in the Uniprot database (http://www.uniprot.org). As non-limiting examples in Table. 2 shows some congenital diseases and the corresponding gene(s). Due to the high level of interaction of cellular signaling pathways, mutations of a certain gene cause multiple pathogenic symptoms, of which only characteristic ones are given in Table. 2.

Белок также может вызывать иммуногенную реакцию, например, в качестве антигена. Такие белки можно применять в дополнительных или медицинских целях, включая вакцинацию.The protein can also cause an immunogenic reaction, for example as an antigen. Such proteins can be used for complementary or medical purposes, including vaccination.

В случае стадии очистки молекул иРНК используют те же подходы, как описано выше в связи со способом очистки иРНК по настоящему изобретению, где указанный способ включает стадии (Iа) очистки осажденных молекул иРНК из суспензии, включающей осажденные молекулы иРНК, с использованием первого раствора, (Iб) промывки и растворения очищенных осажденных молекул иРНК, полученных на стадии (Iа), с использованием второго раствора, (IIа) очистки молекул иРНК из растворенных молекул иРНК, полученных на стадии (Iб), с использованием третьего раствора, включающего хелатирующий агент, такой ЭДТА, с последующей стадией (IIб) промывки очищенных молекул иРНК, полученных на стадии (IIа), с использованием четвертого раствора, где стадии (Ia) - (II,) выполняют с использованием фильтрации в тангенциальном потоке.In the case of the step of purifying the mRNA molecules, the same approaches are used as described above in connection with the method of purifying the mRNA of the present invention, wherein said method comprises steps (Ia) of purifying the precipitated mRNA molecules from a suspension comprising the precipitated mRNA molecules using a first solution, ( Ib) washing and dissolving the purified precipitated mRNA molecules obtained in step (Ia) using a second solution, (IIa) purifying the mRNA molecules from the dissolved mRNA molecules obtained in step (Ib) using a third solution including a chelating agent such EDTA, followed by step (IIb) of washing the purified mRNA molecules obtained in step (IIa) using a fourth solution, where steps (Ia) to (II) are performed using tangential flow filtration.

В случае стадии переработки полученных таким образом очищенных молекул иРНКА в фармацевтическую композицию указанная стадия может включать добавление хлорида или цитрата натрия в случае использования молекул иРНК, очищенных водой, в качестве четвертого раствора на стадии (IIб) и на последней стадии (IIб) в случае проведения более одной стадии (IIб), соответственно. Преимущество заключается в том, что если очищенные молекулы иРНК не были получены в растворе, уже содержащем хлорид или цитрат натрия, или если очищенные молекулы иРНК были получены в растворе, уже содержащем хлорид или цитрат натрия, но при концентрации, отличной от концентрации, требуемой при введении. В последнем случае способ может также включать стадию определения соответствующей концентрации и изменении ее при необходимости. Предпочтительно, очищенные молекулы иРНК включены в раствор, который дополнительно содержит хлорид или цитрат натрия при концентрации, благоприятной для введения с использованием четвертого раствора, включающего указанный хлорид или цитрат натрия при соответствующей концентрации и рН от 3 до 6, предпочтительно от 4 до 5, на (последней) стадии (IIб) способа очистки молекул иРНК, описанного выше.In the case of the step of processing the thus obtained purified mRNA molecules into a pharmaceutical composition, this step may include the addition of sodium chloride or citrate in the case of using water-purified mRNA molecules as the fourth solution in step (IIb) and in the last step (IIb) in the case of more than one stage (IIb), respectively. The advantage is that if the purified mRNA molecules were not obtained in a solution already containing sodium chloride or citrate, or if the purified mRNA molecules were obtained in a solution already containing sodium chloride or citrate, but at a concentration different from the concentration required by administered. In the latter case, the method may also include the step of determining the appropriate concentration and changing it if necessary. Preferably, the purified mRNA molecules are included in a solution that further contains sodium chloride or citrate at a concentration favorable for administration using a fourth solution comprising said sodium chloride or citrate at an appropriate concentration and a pH of 3 to 6, preferably 4 to 5, at (last) stage (IIb) of the method for purifying mRNA molecules described above.

Переработка полученных очищенных молекул иРНК в фармацевтическую композицию может включать стадию добавления фармацевтически приемлемого носителя. Очищенные молекулы иРНК предпочтительно включены в эффективном количестве, т.е. в количестве, достаточном для запуска детектируемого терапевтического ответа у субъекта, которому будут вводить фармацевтическую композицию. Очищенные молекулы иРНК и/или фармацевтическая композиция могут присутствовать в стерильных водных или неводных растворах, суспензиях и эмульсиях, а также в кремах и суппозиториях, но также могут присутствовать в форме порошков, таблеток или аэрозолей.Processing the resulting purified mRNA molecules into a pharmaceutical composition may include the step of adding a pharmaceutically acceptable carrier. The purified mRNA molecules are preferably included in an effective amount, i.e. in an amount sufficient to trigger a detectable therapeutic response in the subject to whom the pharmaceutical composition will be administered. The purified mRNA molecules and/or pharmaceutical composition may be present in sterile aqueous or non-aqueous solutions, suspensions and emulsions, as well as creams and suppositories, but may also be present in the form of powders, tablets or aerosols.

Термин "фармацевтически приемлемый носитель", использованный в данном контексте, означает химические соединения, материалы, ингредиенты и/или композиции, которые, с медицинской точки зрения, являются пригодными для использования при контактировании с тканями человека и животных без избыточной токсичности, раздражения, аллергической реакции или других проблем или осложнений, соизмеримых с приемлемым соотношением польза/риск. Таким образом, фармацевтически приемлемым носителем является неактивное вещество, перерабатываемое одновременно с фармацевтически активным веществом, для облегчения его использования с точки зрения дозы, адсорбции, растворимости или фармакокинетических параметров.The term "pharmaceutically acceptable carrier" as used herein means chemical compounds, materials, ingredients and/or compositions that are medically acceptable for use in contact with human and animal tissues without excessive toxicity, irritation, or allergic reaction. or other problems or complications commensurate with an acceptable benefit/risk ratio. Thus, a pharmaceutically acceptable carrier is an inactive substance processed simultaneously with a pharmaceutically active substance to facilitate its use in terms of dose, adsorption, solubility or pharmacokinetic parameters.

Примеры пригодных фармацевтически приемлемых носителей хорошо известны в данной области техники и включают фосфатные солевые буферные растворы, буферные вещества, воду, эмульсии, такие как эмульсии масло/вода, различные типы смачивающих агентов и стерильные растворы. Прежде всего, водные носители включают воду, спиртовые/водные растворы, эмульсии или суспензии, включая солевые и буферные среды. Примеры неводных растворителей включают пропиленгликоль, полиэтиленгликоль, растительные масла, такие как оливковое масло, и органические сложные эфиры, такие как этилолеат.Другие примеры фармацевтически приемлемых носителей включают не ограничиваясь только ими, раствор Рингера и раствор декстрозы, цитрат, фосфат и другие органические кислоты, солеобразующие противоионы, например, натрий и калий, низкомолекулярные (более 10 аминокислотных остатков) полипептиды, белки, например, сывороточный альбумин или желатин гидрофильные полимеры, например, поливинилпирролидон, аминокислоты, такие как гистидин, глутамин, лизин, аспарагин, аргинин или глицин, углеводы, включая глюкозу, маннозу или декстрины, моносахариды, дисахариды, другие сахара, например, сахароза, маннит, трегалоза или сорбит, хелатирующие агенты, например, ЭДТА, неионные ПАВ, например, монолаурат полиоксиэтиленсорбитана, которые выпускаются под торговыми названиями Tween, пропиленгликоль, плюроники или полиэтиленгликоль, антиоксиданты, включающие метионин, аскорбиновую кислоту и токоферол, и/или консерванты например, октадецилдиметилбензиламмоний хлорид, хлорид гексаметония, хлорид бензалкония, хлорид бензетония, фенол, бутиловый или бензиловый спирт, алкилпарабены, например, метил- или пропилпарабен, катехол, резорцин циклогексанол, 3-пентанол и мета-крезол. Пригодные фармацевтически примелемые носители и их составы более подробно описаны в книге Remington' Pharmaceutical Sciences, 17е изд., (1985), Mack Publishing Со. Кроме того, могут присутствовать консерванты, стабилизаторы и другие добавки, такие как, например, противомикробные средства, антиоксиданты, хелатирующие агенты и инертные газы, наносистемы или липосомы, и т.п.Examples of suitable pharmaceutically acceptable carriers are well known in the art and include phosphate buffered saline solutions, buffering agents, water, emulsions such as oil/water emulsions, various types of wetting agents and sterile solutions. Primarily, aqueous vehicles include water, alcohol/aqueous solutions, emulsions or suspensions, including saline and buffer media. Examples of non-aqueous solvents include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and organic esters such as ethyl oleate. Other examples of pharmaceutically acceptable carriers include, but are not limited to, Ringer's solution and dextrose solution, citrate, phosphate and other organic acids, salt-forming counterions, e.g. sodium and potassium, low molecular weight (more than 10 amino acid residues) polypeptides, proteins, e.g. serum albumin or gelatin, hydrophilic polymers, e.g. polyvinylpyrrolidone, amino acids such as histidine, glutamine, lysine, asparagine, arginine or glycine, carbohydrates including glucose, mannose or dextrins, monosaccharides, disaccharides, other sugars such as sucrose, mannitol, trehalose or sorbitol, chelating agents such as EDTA, non-ionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate, which are sold under the trade names Tween, propylene glycol, pluronics or polyethylene glycol, antioxidants including methionine, ascorbic acid and tocopherol, and/or preservatives e.g. octadecyldimethylbenzylammonium chloride, hexamethonium chloride, benzalkonium chloride, benzethonium chloride, phenol, butyl or benzyl alcohol, alkylparabens, e.g. methyl or propylparaben, catechol, resorcinol cyclohexanol, 3-pentanol and meta-cresol. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and their compositions are described in more detail in the book Remington' Pharmaceutical Sciences, 17th ed., (1985), Mack Publishing Co. In addition, preservatives, stabilizers and other additives may be present, such as, for example, antimicrobial agents, antioxidants, chelating agents and inert gases, nanosystems or liposomes, and the like.

Настоящее изобретение относится также к фармацевтической композиции, включающей молекулы иРНК, очищенные любым соответствующим способов, описанным в данном контексте, и полученных способом, описанным выше. Фармацевтическая композиция характеризуется преимуществами в связи с регуляцией и/или усилением трансляции аминокислотной последовательности, такой как белок, в клетках субъекта, которому вводят фармацевтическую композицию, где присутствие указанной аминокислотной последовательности, такой как белок, является благоприятным и/или необходимым для субъекта, например, в контексте заболевания.The present invention also relates to a pharmaceutical composition comprising mRNA molecules purified by any appropriate methods described herein and obtained by the method described above. The pharmaceutical composition is advantageous in connection with regulating and/or enhancing translation of an amino acid sequence, such as a protein, in the cells of a subject to whom the pharmaceutical composition is administered, wherein the presence of said amino acid sequence, such as a protein, is beneficial and/or necessary for the subject, e.g. in the context of the disease.

Что касается фармацевтической композиции молекул иРНК, их очистки и получения фармацевтической композиции, можно использовать аналогичные способы, как описано выше, включая признаки и преимущества, упомянутые в контексте соответствующих вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных выше.With regard to the pharmaceutical composition of the mRNA molecules, their purification and preparation of the pharmaceutical composition, similar methods as described above can be used, including the features and advantages mentioned in the context of the corresponding embodiments of the present invention described above.

Фармацевтическую композицию по настоящему изобретению можно вводить с использованием множества классов и способов введения, известных специалистам в данной области техники, таких как инъекция с использованием иглы, использование ингаляторов, распылителей, кремов, пен, гелей, лосьонов и мазей. Доза и продолжительность действия зависит от функции, которую выполняют указанные очищенные молекулы иРНК, и которые следует специально корректировать в каждом случае. Продолжительность действия должна быть по возможности длительной, например, если указанные очищенные молекулы иРНК используются для длительного лечения заболевания, вызванного генетически дефицитным геном, в то время как по другим показаниям его можно регулировать до требуемого временного промежутка. Кроме того, возможно системное введение указанных очищенных молекул мРНК, переработанных в пригодные фармацевтические композиции.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered using a variety of classes and methods of administration known to those skilled in the art, such as needle injection, inhalers, nebulizers, creams, foams, gels, lotions and ointments. The dosage and duration of action depend on the function performed by the purified mRNA molecules and must be specifically adjusted in each case. The duration of action should be as long as possible, for example, if these purified mRNA molecules are used for long-term treatment of a disease caused by a genetically deficient gene, while for other indications it can be regulated for the required time period. In addition, systemic administration of said purified mRNA molecules converted into suitable pharmaceutical compositions is possible.

Фиг. 1. Схема системы непрерывной фильтрации в тангенциальном потоке (TFF) с циркулирующими молекулами иРНК согласно способу по настоящему изобретению. Молекулы иРНК находятся в суспензии на стадии (Iа), растворяются на стадии (Iб), и находятся в растворе в случае стадий (IIа) и (IIб), соответственно.Fig. 1. Schematic of a continuous tangential flow filtration (TFF) system with circulating mRNA molecules according to the method of the present invention. The mRNA molecules are in suspension in stage (Ia), dissolved in stage (Ib), and are in solution in the case of stages (IIa) and (IIb), respectively.

Фиг. 2. Схема типичной системы для очистки молекул иРНК согласно способу по настоящему изобретению (с примерным расположением вентилей, (дополнительных) насосов и/или (дополнительных) емкостей).Fig. 2. Diagram of a typical system for purifying mRNA molecules according to the method of the present invention (with approximate locations of valves, (additional) pumps and/or (additional) containers).

Фиг. 3. Электрофорез в ДСН-ПААГ с последующим окрашиванием коллоидным Кумасси концентрата TFF, включающий немодифицированный tdTomato, кодирующий молекулы иРНК, после очистки соответствующей транскрипционной смеси in vitro (IVT) в соответствии со стадиями (Iа) и (Iб) при КТ. Полоса 1: смесь ферментов в ацетате аммония (NH4OAc) в качестве контроля, полоса 2: смесь ферментов после заполнения системы TFF, полоса 3: смесь ферментов после TFF в не содержащей нуклеазу воде, полоса 4: смесь IVT, полоса 5: смесь IVT после заполнения системы TFF, полоса 6: смесь IVT после TFF в не содержащей нуклеазу воде, полоса 7: смесь ферментов в не содержащей нуклеазу воде в качестве контроля. Смесь ферментов состоит из ингибитора РНКазы, полимеразы Т7 РНК, неорганической пирофосфатазы и ДНКазы I.Fig. 3. SDS-PAGE followed by colloidal Coomassie staining of the TFF concentrate, including unmodified tdTomato encoding mRNA molecules, after purification of the appropriate in vitro transcription mixture (IVT) in accordance with steps (Ia) and (Ib) at RT. Lane 1: enzyme mixture in ammonium acetate ( NH4OAc ) as control, lane 2: enzyme mixture after filling the TFF system, lane 3: enzyme mixture after TFF in nuclease-free water, lane 4: IVT mixture, lane 5: mixture IVT after filling the system with TFF, lane 6: IVT mixture after TFF in nuclease-free water, lane 7: enzyme mixture in nuclease-free water as control. The enzyme mixture consists of RNase inhibitor, T7 RNA polymerase, inorganic pyrophosphatase and DNase I.

Фиг. 4. Электрофорез в ДСН-ПААГ с последующим окрашиванием коллоидным Кумасси концентрата TFF, включающий немодифицированный tdTomato, кодирующий молекулы иРНК, после очистки соответствующей транскрипционной смеси in vitro (IVT) согласно стадиям (Ia) и (Iб) при КТ. Полоса 1: смесь ферментов в не содержащей нуклеазу воде в качестве контроля, полоса 2: смесь ферментов перед TFF, полоса 3: смесь IVT после заполнения системы TFF, полоса 4: смесь IVT после фильтрации в не содержащей нуклеазу воде TFF, полоса 5: смесь IVT после TFF в не содержащей нуклеазу воде (после диафильтрации в присутствии 2,5 М ацетата аммония и не содержащей нуклеазы воды, соответствующую смесь концентрировали в 2,5 раза для эффективного детектирования удаления белков). Смесь ферментов состоит из ингибитора РНКазы, полимеразы Т7 РНК, неорганической пирофосфатазы и ДНКазы I.Fig. 4. SDS-PAGE followed by colloidal Coomassie staining of the TFF concentrate, including unmodified tdTomato encoding mRNA molecules, after purification of the corresponding in vitro transcription mixture (IVT) according to steps (Ia) and (Ib) at RT. Lane 1: enzyme mixture in nuclease-free water as control, lane 2: enzyme mixture before TFF, lane 3: IVT mixture after filling the TFF system, lane 4: IVT mixture after filtration in nuclease-free TFF water, lane 5: mixture IVT after TFF in nuclease-free water (after diafiltration in the presence of 2.5 M ammonium acetate and nuclease-free water, the corresponding mixture was concentrated 2.5 times to effectively detect protein removal). The enzyme mixture consists of RNase inhibitor, T7 RNA polymerase, inorganic pyrophosphatase and DNase I.

Фиг. 5. Электрофорез в ДСН-ПААГ с последующим окрашиванием коллоидным Кумасси концентрата TFF, включающий немодифицированный tdTomato, кодирующий молекулы иРНК, после очистки соответствующей транскрипционной смеси in vitro (IVT) согласно стадиям (Ia) и (Iб) при 4°С. Полоса 1: смесь ферментов в не содержащей нуклеазу воде в качестве контроля, полоса 2: смесь IVT перед TFF, полоса 3: смесь IVT после промывки одним объемом (равным исходному объему), полоса 4: смесь IVT после TFF в не содержащей нуклеазу воде, полоса 5: смесь IVT после TFF в не содержащей нуклеазу воде (после диафильтрации в присутствии 2,5 М ацетата аммония и не содержащей нуклеазы воды, соответствующую смесь концентрировали в 2,5 раза для эффективного детектирования удаления белков). Смесь ферментов состоит из ингибитора РНКазы, полимеразы Т7 РНК, неорганической пирофосфатазы и ДНКазы I.Fig. 5. SDS-PAGE followed by colloidal Coomassie staining of the TFF concentrate, including unmodified tdTomato encoding mRNA molecules, after purification of the corresponding in vitro transcription mixture (IVT) according to steps (Ia) and (Ib) at 4°C. Lane 1: Enzyme mixture in nuclease-free water as control, Lane 2: IVT mixture before TFF, Lane 3: IVT mixture after one volume wash (equal to original volume), Lane 4: IVT mixture after TFF in nuclease-free water, lane 5: IVT mixture after TFF in nuclease-free water (after diafiltration in the presence of 2.5 M ammonium acetate and nuclease-free water, the corresponding mixture was concentrated 2.5 times to effectively detect protein removal). The enzyme mixture consists of RNase inhibitor, T7 RNA polymerase, inorganic pyrophosphatase and DNase I.

Фиг. 6. А) Вестерн-блоттинт белка hCFTR, транслированного в клетках НЕК293 после трансфекции иРНК hCFTR, очищенной фильтрацией TFF, и иРНК hCFTR, очищенной осаждением ацетатом аммония с последующей промывкой 70% этанолом, переработанной в композицию с использованием Lipofectamine Messenger Мах. Показаны полосы белка Hsp90 в качестве контроля. Нетрансфектированные клетки использовали в качестве отрицательного контроля. Г) Количество экспрессированного hCFTR оценивали денситоматрическим анализом с использованием программного обеспечения Image Lab и нормализовали на белок HSP90. Нетрансфектированные клетки (UT) использовали в качестве отрицательного контроля.Fig. 6. A) Western blot of hCFTR protein translated in HEK293 cells after transfection with hCFTR mRNA purified by TFF filtration and hCFTR mRNA purified by ammonium acetate precipitation followed by a 70% ethanol wash, reformulated using Lipofectamine Messenger Max. Hsp90 protein bands are shown as a control. Untransfected cells were used as negative controls. D) The amount of hCFTR expressed was assessed by densitometric analysis using Image Lab software and normalized to HSP90 protein. Untransfected cells (UT) were used as negative controls.

Фиг. 7. Остаточные количества добавленных нуклеотидов в молекулы иРНК белков, не являющихся hCFTR, по сравнению с количеством целевых молекул иРНК после варьирования объемов для промывки в процентах. Фильтрацию в тангенциальном потоке осуществляли при КТ.Fig. 7. Residual amounts of added nucleotides to non-hCFTR protein mRNA molecules compared to the amount of target mRNA molecules after varying percentage wash volumes. Filtration in tangential flow was carried out at CT.

Фиг. 8. Остаточные количества добавленных олигонуклеотидов в молекулы иРНК, не являющихся hCFTR, по сравнению с количеством целевых молекул иРНК после варьирования объемов для промывки в процентах. Фильтрацию в тангенциальном потоке осуществляли при 4°С.Fig. 8. Residual amounts of added oligonucleotides to non-hCFTR mRNA molecules compared to the amount of target mRNA molecules after varying percentage wash volumes. Filtration in tangential flow was carried out at 4°C.

Фиг. 9. Капиллярный гель-электрофорез с использованием устройства для анализа фрагментов Fragment Analyzer осуществляли с использованием иРНК tdTomato, при добавлении различных олигонуклеотидов ДНК (15 нт, 25 нт и 120 нт), содержащих антисмысловой олигонуклеотид ДНК (25 нт) до (А) и после (Б) очистки фильтрацией TFF при 4°С.Низкомолекулярный маркер является внутренним стандартом, который присутствует в наборе реагентов устройства для анализа фрагментов Fragment Analyzer для нормализации времен удерживания пика в каждом цикле капиллярного ЭФ (олигонуклеотид РНК длиной 15 нт).Fig. 9. Capillary gel electrophoresis using a Fragment Analyzer was performed using tdTomato mRNA, adding various DNA oligonucleotides (15 nt, 25 nt and 120 nt) containing an antisense DNA oligonucleotide (25 nt) before (A) and after (B) purification by TFF filtration at 4°C. The low molecular weight marker is an internal standard that is present in the Fragment Analyzer reagent kit to normalize the peak retention times in each cycle of capillary EP (15 nt RNA oligonucleotide).

Фиг. 10. В качестве примера скорость объемного потока фильтрата измеряли при различных величинах трансмембранного давления.Fig. 10. As an example, the filtrate volumetric flow rate was measured at various transmembrane pressures.

Фиг. 11. Капиллярный гель-электрофорез с использованием устройства для анализа фрагментов Fragment Analyzer осуществляли с использованием иРНК hCFTR при добавлении олигонуклеотидов различной длины ДНК (25 нт и 120 нт) и высокомолекулярных молекул иРНК GLP-1 (256 нт), до очистки согласно подходу 1 (А) и после стадии (Iб) (Б), после стадии (IIа) (В), и после стадии (IIб) (Г) при КТ. Низкомолекулярный маркер является внутренним стандартом, который присутствует в наборе реагентов для устройства для анализа фрагментов Fragment Analyzer для нормирования времен удерживания пика в каждом цикле капиллярного ЭФ (олигонуклеотид РНК длиной 15 нт).Fig. 11. Capillary gel electrophoresis using a Fragment Analyzer was performed using hCFTR mRNA with the addition of oligonucleotides of various DNA lengths (25 nt and 120 nt) and high molecular weight GLP-1 mRNA molecules (256 nt), before purification according to approach 1 ( A) and after stage (Ib) (B), after stage (IIa) (C), and after stage (IIb) (D) with CT. The small molecule marker is an internal standard that is present in the Fragment Analyzer reagent kit to normalize peak retention times in each cycle of capillary EP (15 nt RNA oligonucleotide).

Фиг. 12. Капиллярный гель-электрофорез с использованием устройства для анализа фрагментов Fragment Analyzer осуществляли с использованием иРНК hCFT при добавлении олигонуклеотидов ДНК различной длины (25 нт и 120 нт) и высокомолекулярных молекул иРНК GLP-1 (256 нт), до (А) и после (Б) стадии очистки согласно подходу 2 при КТ. Низкомолекулярный маркер является внутренним стандартом, который присутствует в наборе реагентов устройства для анализа фрагментов Fragment Analyzer для нормирования времен удерживания пика в каждом цикле капиллярного ЭФ (олигонуклеотид РНК длиной 15 нт).Fig. 12. Capillary gel electrophoresis using a Fragment Analyzer was performed using hCFT mRNA with the addition of DNA oligonucleotides of various lengths (25 nt and 120 nt) and high molecular weight GLP-1 mRNA molecules (256 nt), before (A) and after (B) purification steps according to approach 2 at CT. The small molecule marker is an internal standard that is present in the Fragment Analyzer reagent kit to normalize peak retention times in each capillary EP cycle (15 nt RNA oligonucleotide).

Другие объекты и преимущества настоящего изобретения будут описаны в приведенных ниже примерах, которые предназначены для иллюстрации, но ограничиваясь только ими. Все публикации, патенты, заявки на выдачу патента или другие документы, цитированные в данной заявке, полностью включены в нее в виде ссылок.Other objects and advantages of the present invention will be described in the following examples, which are intended to be illustrative but not limited to. All publications, patents, patent applications or other documents cited in this application are incorporated by reference in their entirety.

ПримерыExamples

Способы и материалы описаны в данном контексте для применения в настоящем изобретении, также можно использовать другие пригодные способы и материалы, известные в данной области техники. Материалы, способы и примеры предназначены только для иллюстрации, но не ограничиваясь только ими.The methods and materials are described herein for use in the present invention, and other suitable methods and materials known in the art may also be used. The materials, methods, and examples are intended to be illustrative only, but not limited to.

Сокращения, использованные в данном контексте, и их соответствующие описания представлены в табл. 3.The abbreviations used in this context and their corresponding descriptions are presented in Table. 3.

Используемые материалы, устройства, программное обеспечение и системы анализовMaterials, devices, software and analysis systems used

Материалы приведены в табл. 4The materials are given in table. 4

Устройства перечислены в табл. 5.The devices are listed in table. 5.

Программное обеспечение приведено в таблице 6.The software is shown in Table 6.

Исследуемая система приведена в табл. 7.The system under study is shown in Table. 7.

Очистка смеси IVT с использованием TFF - стадии (Iа) и (Iб)Purification of an IVT mixture using TFF - stages (Ia) and (Ib)

Как описано ниже, использовали смесь для транскрипции in vitro (IVT), включающую немодифицированные транскрибированные in vitro нацеленные на tdTomato целевые молекулы иРНК, содержащие 1644 нуклеотида. Кроме того, использовали смесь ферментов, включающую полимеразу Т7 РНК, неорганическую пирофосфатазу, ингибитор РНКазы и ДНКазу I.An in vitro transcription (IVT) mixture comprising unmodified in vitro transcribed tdTomato targeting mRNA molecules containing 1644 nucleotides was used as described below. In addition, a mixture of enzymes was used, including T7 RNA polymerase, inorganic pyrophosphatase, RNase inhibitor and DNase I.

Осаждение РНКRNA precipitation

Смесь IVT и смесь ферментов каждую осаждали равным количеством охлажденного во льду 5 М NH4OAc при рН 7 до конечной концентрации 2,5 М NH4OAc и выдерживали во льду по меньшей мере в течение 30 мин. Перед TFF соответствующую смесь разбавляли 1:1 2,5 М раствором NH4OAc, с рН 7, до конечной концентрации иРНК приблизительно 0,5 мг/мл в смеси. Смесь IVT или смесь ферментов пропускали через систему TFF, которую предварительно промывали в течение 10 мин при циркулировании смеси IVT со скоростью 50 мл/мин при закрытом вентиле устройства для фильтрата.The IVT mixture and the enzyme mixture were each precipitated with an equal amount of ice-cold 5 M NH 4 OAc at pH 7 to a final concentration of 2.5 M NH 4 OAc and kept on ice for at least 30 minutes. Before TFF, the corresponding mixture was diluted 1:1 with 2.5 M NH 4 OAc, pH 7, to a final concentration of mRNA of approximately 0.5 mg/ml in the mixture. The IVT mixture or enzyme mixture was passed through the TFF system, which was pre-washed for 10 min while circulating the IVT mixture at 50 ml/min with the filtrate valve closed.

Стадия (Iа)Stage (Ia)

Удаление белков, нуклеотидов и солейRemoval of proteins, nucleotides and salts

Диафильтрацию соответствующей смеси осуществляли со скоростью 50 мл/мин при постоянном ТМР приблизительно 200-300 мбар с использованием фильтрационной колонки 500 кДа MWCO mPES. Соответствующую смесь подвергали диафильтрации 10 объемами для промывки 2,5 М раствора NH4OAc рН 7. В ходе данной стадии осуществляется эффективное удаление ферментов, нуклеотидов, а также буферных компонентов, содержащихся в смеси для транскрипции in vitro. Стадию (Ia) можно использовать для удаления любых других белков и/или ферментов из любых других промежуточных стадий получения (например, дефосфорилирования, пост-кэппинга, полиаденилирования, …). В случае некоторых ферментов (например, полимеразы поли(А), которая связывается с исследуемыми молекулами иРНК с высокой аффинностью) в буферный раствор на основе ацетата аммония с рН 7 можно добавлять ПАВ (например, SDS, LDS, …). В случае, если полимеразу поли(А) используют для полиаденилирования, последующую стадию (Iа) предпочтительно проводили при температуре в интервале от 20°С до 30°С, предпочтительно в интервале от 23°С до 27°С, более предпочтительно при 25°С. Такая температура является предпочтительной для эффективного удаления полимеразы поли(А).Diafiltration of the corresponding mixture was carried out at a rate of 50 ml/min at a constant TMP of approximately 200-300 mbar using a 500 kDa MWCO mPES filtration column. The corresponding mixture was subjected to diafiltration with 10 volumes to wash with 2.5 M NH 4 OAc pH 7. This step effectively removes enzymes, nucleotides, as well as buffer components contained in the mixture for in vitro transcription. Step (Ia) can be used to remove any other proteins and/or enzymes from any other intermediate production steps (eg dephosphorylation, post-capping, polyadenylation, ...). In the case of some enzymes (for example, poly(A) polymerase, which binds to the mRNA molecules of interest with high affinity), a surfactant (for example, SDS, LDS, ...) can be added to an ammonium acetate-based buffer solution with pH 7. In case poly(A) polymerase is used for polyadenylation, the subsequent step (Ia) is preferably carried out at a temperature in the range of 20°C to 30°C, preferably in the range of 23°C to 27°C, more preferably at 25°C WITH. This temperature is preferred for effective removal of poly(A) polymerase.

Стадия (Iб)Stage (Ib)

Удаление NH4OAc, использованного стадии (Iа)Removal of NH 4 OAc used in step (Ia)

Для удаления NH4OAc и для растворения молекул иРНК использовали фильтрационную колонку 100 кДа MWCO mPES для диафильтрации с использованиемЮ объемов для промывки с использованием воды, не содержащей нуклеазы, при скорости потока 50 мл/мин и ТМР приблизительно 200-300 мбар. В другом варианте в зависимости от размера молекул иРНК можно использовать фильтрационную колонку 50 кДа MWCO mPES.A 100 kDa MWCO mPES diafiltration diafiltration column was used to remove NH 4 OAc and to dissolve the mRNA molecules using 10 wash volumes using nuclease-free water at a flow rate of 50 ml/min and a TMP of approximately 200-300 mbar. Alternatively, depending on the size of the mRNA molecules, a 50 kDa MWCO mPES filtration column can be used.

Для исследования эффективности очистки стадий (Iа) и (Iб) из концентрата TFF, содержащего молекулы иРНК, можно отобрать образцы до и после TFF (т.е. стадии (Iб)) и проанализировать их, например, с использованием УФ-измерения, анализатора для фрагментов, гель-электрофореза в присутствии додецилсульфата натрия и полиакриламида (SDS-PAGE) с последующим, например, окрашиванием коллоидным красителем Кумасси.To study the purification efficiency of steps (Ia) and (Ib) from a TFF concentrate containing mRNA molecules, samples can be taken before and after TFF (i.e. step (Ib)) and analyzed, for example, using a UV measurement analyzer for fragments, sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) followed by, for example, staining with colloidal Coomassie dye.

Как показано на Фиг. 3-5, ферменты можно эффективно удалять из молекул иРНК в ходе стадий (Iа) и (Iб), как описано выше. Таким образом, молекулы иРНК удерживаются в системе TFF, в то время как ферменты и/или белки эффективно удаляются. Согласно анализу размытых пиков предварительный размытый пик составлял 4,7% до очистки TFF с отклонением+1,3% для очистки TFF при 4°С и +1,8% после очистки TFF при КТ. Таким образом, деградации иРНК не наблюдали.As shown in FIG. 3-5, enzymes can be efficiently removed from mRNA molecules during steps (Ia) and (Ib) as described above. Thus, the mRNA molecules are retained in the TFF system while enzymes and/or proteins are efficiently removed. According to the diffuse peak analysis, the preliminary diffuse peak was 4.7% before TFF purification with a deviation of +1.3% for TFF purification at 4°C and +1.8% after TFF purification at RT. Thus, no degradation of mRNA was observed.

Очистка осажденной и растворенной иРНК с использованием TFF Выполнение стадий (IIа) и (IIб)Purification of precipitated and dissolved mRNA using TFF Perform steps (IIa) and (IIb)

В приведенном ниже описании осажденную и растворенную иРНК использовали для дополнительной очисткиIn the description below, precipitated and dissolved mRNA was used for further purification

Тестирование различных фильтрационных мембран и влияния ЭДТА на перенос иРНКTesting various filtration membranes and the effect of EDTA on mRNA transfer

Различные фильтрационные мембраны с различным размером пор были протестированы в отношении переноса молекул иРНК с использованием либо воды, не содержащей нуклеазы, либо воды, не содержащей нуклеазы, при добавлении 10 мМ этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА). Тестировали четыре колонки mPES с пределом отсечения по молекулярной массе (MWCO) 500 кДа, 300 кДа, 100 кДа и 50 кДа, соответственно. Трансмембранное давление (ТМР) устанавливали с использованием вентиля для концентрата в системе TFF и поддерживали при 40 мбар для колонок с MWCO 500 кДа и 50 кДа, соответственно, и при 100 мбар для колонок с MWCO 100 кДа и 300 кДа, соответственно. Скорость основного насоса устанавливали 15 мл/мин и TFF осуществляли при КТ. Исходная концентрация молекул иРНК в питающем потоке составила 0,1 мг/мл, и концентрации молекул иРНК в концентрате и фильтрате определяли с использованием УФ-измерений. Каждую колонку тестировали при промывке 10-кратными объемами исходного образца.Various filtration membranes with different pore sizes were tested for the transport of mRNA molecules using either nuclease-free water or nuclease-free water supplemented with 10 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). Four mPES columns were tested with molecular weight cutoff (MWCO) values of 500 kDa, 300 kDa, 100 kDa, and 50 kDa, respectively. Transmembrane pressure (TMP) was set using the concentrate valve in the TFF system and maintained at 40 mbar for the 500 kDa and 50 kDa MWCO columns, respectively, and at 100 mbar for the 100 kDa and 300 kDa MWCO columns, respectively. The main pump speed was set to 15 ml/min and TFF was performed at RT. The initial concentration of mRNA molecules in the feed stream was 0.1 mg/ml, and the concentrations of mRNA molecules in the concentrate and filtrate were determined using UV measurements. Each column was tested by washing with 10 times the original sample volume.

В отсутствии ЭДТА молекулы иРНК удерживаются в тестируемой колонке с MWCO 500 кДа. Было предположено, что меньший размер пор (т.е. 300 кДа, 100 кДа и 50 кДа) не позволяет проходить молекулам иРНК и, следовательно, дальнейшее тестирование в отсутствии ЭДТА не проводили.In the absence of EDTA, the mRNA molecules are retained in the 500 kDa MWCO test column. It was assumed that the smaller pore sizes (i.e., 300 kDa, 100 kDa, and 50 kDa) did not allow passage of mRNA molecules and therefore further testing in the absence of EDTA was not performed.

В присутствии ЭДТА молекулы иРНК неожиданно проходили через поры фильтрационной мембраны с MWCO 500 кДа и также частично проходили через фильтрационную мембрану с MWCO 300 кДа. Однако, молекулы иРНК успешно удерживаются при использовании фильтрационных мембран с MWCO 100 и 50 кДа в присутствии 10 мМ ЭДТА. Следовательно, колонка MWCO с 100 кДа была выбрана для фильтрации молекул иРНК в экспериментах, представленных ниже.In the presence of EDTA, mRNA molecules unexpectedly passed through the pores of the 500 kDa MWCO filtration membrane and also partially passed through the 300 kDa MWCO filtration membrane. However, mRNA molecules were successfully retained using 100 and 50 kDa MWCO filtration membranes in the presence of 10 mM EDTA. Therefore, the 100 kDa MWCO column was chosen to filter the mRNA molecules in the experiments presented below.

Следует отметить, что случайное осаждение молекул иРНК наблюдали в некоторых случаях после фильтрации в присутствии 10 мМ ЭДТА. Однако, такое осаждение можно эффективно предотвращать при использовании буферного раствора, включающего 40 мМ MOPS и 10 мМ ЭДТА.It should be noted that random precipitation of mRNA molecules was observed in some cases after filtration in the presence of 10 mM EDTA. However, such precipitation can be effectively prevented by using a buffer solution containing 40 mM MOPS and 10 mM EDTA.

Получение буферного раствора для диафильтрации 40 мМ MOPS и 10 мМ ЭДТА.Preparation of a buffer solution for diafiltration of 40 mM MOPS and 10 mM EDTA.

Получали буферный раствор на основе 1 М 3-(N-морфолино)пропансульфоновой кислоты (MOPS), где MOPS растворяли в воде, не содержащей нуклеазу. рН 1 М буферного раствора MOPS доводили до 7 с использованием 32% NaOH. Полученный 1 М буферный раствор MOPS рН 7 смешивали с 0,5 М ЭДТА и с водой, не содержащей нуклеазу, при этом получали буферный раствор для диафильтрации, содержащий 40 мМ MOPS и 10 мМ ЭДТА.A buffer solution based on 1 M 3-(N-morpholino)propanesulfonic acid (MOPS) was prepared, where MOPS was dissolved in nuclease-free water. The pH of 1 M MOPS buffer solution was adjusted to 7 using 32% NaOH. The resulting 1 M MOPS pH 7 buffer solution was mixed with 0.5 M EDTA and nuclease-free water to produce a diafiltration buffer solution containing 40 mM MOPS and 10 mM EDTA.

Определение объемов буферного раствора для промывки для удаления олигонуклеотидов нуклеиновой кислотыDetermination of wash buffer volumes to remove nucleic acid oligonucleotides

Эффективность процесса TFF, т.е. минимальное число циклов промывки, необходимое для полного удаления примесей, таких как олигонуклеотиды нуклеиновой кислоты, представляющих собой незрелые транскрипты и/или продукты гидролиза, сильно зависящие от отталкивания молекулы от мембраны фильтра и ее размера пор. Следовательно, соответствующий эффект объемов буферного раствора для промывки исследовали для определения числа циклов для промывки для удаления добавленных олигонуклеотидов нуклеиновой кислоты из осажденной и растворенной иРНК, включающей исследуемые молекулы иРНК.The efficiency of the TFF process, i.e. the minimum number of wash cycles required to completely remove contaminants such as nucleic acid oligonucleotides, which are immature transcripts and/or hydrolysis products, highly dependent on the repulsion of the molecule from the filter membrane and its pore size. Therefore, the corresponding effect of wash buffer volumes was examined to determine the number of wash cycles to remove added nucleic acid oligonucleotides from precipitated and dissolved mRNA including the mRNA molecules of interest.

Для данного эксперимента скорость потока TFF устанавливали равной 15 мл/мин и ТМР поддерживали постоянным и равным приблизительно 40 мбар с использованием фильтрационной колонки mPES MWCO 100 кДа. Общий питающий объем составлял 5 мл, в 500 мкл молекул иРНК добавляли олигонуклеотиды ДНК длиной 10 нуклеотидов, составляющих 2,5 мас. % целевой молекулы иРНК, 50 нуклеотидов, составляющих 2,5 мас. % целевой молекулы иРНК и 120 нуклеотидов, составляющих 5 мас. % целевой молекулы иРНК. Образцы для анализа обращенно-фазовой HPLC промывали, 5-, 10-, 15- и 20-кратными объемами исходного объема питающего буферного раствора для диафильтрации, содержащего 40 мМ MOPS и 10 мМ ЭДТА. Перед добавлением образца вентиль для фильтрата и вентиль для концентрата открывали для циркуляции концентрата со скоростью 50 мл/мин в течение 5 мин. Для каждого цикла для промывки 100 мкл образца пропускали через стерильный шприц и образцы выдерживали во льду до анализа. TFF осуществляли при комнатной температуре. Образцы исследовали с использованием анализа обращенно-фазовой HPLC с детектируемой при 260 нм площадью пика, соответствующей относительным количествам олигонуклеотида ДНК в образце. Соответствующие площади до TFF (контроль) принимали за 100% содержание олигонуклеотида.For this experiment, the TFF flow rate was set to 15 mL/min and the TMP was kept constant at approximately 40 mbar using an mPES MWCO 100 kDa filtration column. The total feeding volume was 5 ml; DNA oligonucleotides 10 nucleotides long, constituting 2.5 wt., were added to 500 μl of mRNA molecules. % of the target mRNA molecule, 50 nucleotides, making up 2.5 wt. % of the target mRNA molecule and 120 nucleotides, making up 5 wt. % of the target mRNA molecule. Samples for reverse phase HPLC analysis were washed with 5, 10, 15, and 20 times the original volume of diafiltration feed buffer containing 40 mM MOPS and 10 mM EDTA. Before adding the sample, the filtrate valve and the concentrate valve were opened to circulate the concentrate at a rate of 50 ml/min for 5 min. For each wash cycle, 100 μL of sample was drawn through a sterile syringe and the samples were kept on ice until analyzed. TFF was performed at room temperature. Samples were examined using reverse phase HPLC analysis with peak areas detected at 260 nm corresponding to the relative amounts of DNA oligonucleotide in the sample. The corresponding areas before TFF (control) were taken as 100% oligonucleotide content.

Во всех случаях олигонуклеотиды нуклеиновой кислоты не были детектированы после промывки 5-, 10-, 15- и 20-кратными объемами для промывки в отношении питающего объема, соответственно. Следовательно, результаты свидетельствовали о том, что уже после 5 объемов буферного раствора для промывки, олигонуклеотиды нуклеиновой кислоты в концентрате не определяются. Минимальный 10-кратный объем буферного раствора для промывки был определен достаточным для удаления нуклеотидов нуклеиновой кислоты из молекул иРНК.In all cases, no nucleic acid oligonucleotides were detected after washing with 5-, 10-, 15-, and 20-fold wash volumes relative to the feed volume, respectively. Consequently, the results indicated that after 5 volumes of washing buffer, nucleic acid oligonucleotides in the concentrate were not detected. A minimum volume of 10 times the wash buffer was determined to be sufficient to remove nucleic acid nucleotides from mRNA molecules.

Определение объемов для промывки не содержащей нуклеазы воды для удаления ЭДТАDetermination of volumes for rinsing with nuclease-free water to remove EDTA

Поскольку удаление олигонуклеотидов ДНК с использованием TFF осуществляют с использованием буферного раствора для промывки, т.е. буферного раствора для диафильтрации, содержащего 40 мМ MOPS и 10 мМ ЭДТА, то последующая стадия фильтрации является преимуществом при замене буферного раствора для промывки на не содержащую нуклеазу воду. Следовательно, проводили эксперимент для определения количества циклов промывки, необходимых для удаления буферного раствора для промывки из молекул иРНК. Питающий раствор из предыдущего эксперимента, содержащий молекулы иРНК и общий объем которого составляет приблизительно 5 мл, и который предварительно подвергали фильтрации 20-кратными объемами буферного раствора для промывки для диафильтрации, снова подвергали диафильтрации с использованием не содержащей нуклеазы воды со скоростью потока 15 мл/мин при постоянном ТМР 40 мбар с использованием фильтрационной колонки mPES с MWCO 100 кДа. Образцы для анализа обращенно-фазовой HPLC отбирали после 5-, 10-, 15- и 20-кратных объемов для промывки исходного питающего объема не содержащей нуклеазы воды. Для определения количества оставшегося ЭДТА после каждого цикла промывки не содержащей нуклеазы водой буферный раствор для диафильтрации, содержащий 40 мМ MOPS и 10 мМ ЭДТА, титровали и записывали стандартную калибровочную кривую (см. табл. 3, стандартная калибровочная кривая MOPS-ЭДТА: log(y)=0,6467 log(x)+l,9128, r=0,99462, r2=0,99877, модельная кривая: log/log). Поскольку для буферного раствора MOPS абсорбционный сигнал при 260 нм отсутствует, то концентрации, приведенные в табл. 8 и табл. 9, соответствуют концентрациям ЭДТА. Эксперимент проводили при КТ 22°С. В табл. 9 данные приведены после удаления ЭДТА после каждого цикла промывки.Since the removal of DNA oligonucleotides using TFF is carried out using a wash buffer solution, i.e. diafiltration buffer containing 40 mM MOPS and 10 mM EDTA, the subsequent filtration step is advantageous when replacing the wash buffer with nuclease-free water. Therefore, an experiment was performed to determine the number of wash cycles required to remove the wash buffer from the mRNA molecules. The feed solution from the previous experiment, containing the mRNA molecules and having a total volume of approximately 5 mL, which had previously been filtered with 20 times the volume of diafiltration wash buffer, was again diafiltered using nuclease-free water at a flow rate of 15 mL/min. at a constant TMP of 40 mbar using an mPES filtration column with a MWCO of 100 kDa. Samples for reverse phase HPLC analysis were taken after 5, 10, 15, and 20 times the initial feed volume was washed with nuclease-free water. To determine the amount of EDTA remaining after each wash cycle with nuclease-free water, a diafiltration buffer solution containing 40 mM MOPS and 10 mM EDTA was titrated and a standard calibration curve was recorded (see Table 3, MOPS-EDTA standard calibration curve: log(y )=0.6467 log(x)+l.9128, r=0.99462, r 2 =0.99877, model curve: log/log). Since there is no absorption signal at 260 nm for the MOPS buffer solution, the concentrations given in Table. 8 and table. 9 correspond to EDTA concentrations. The experiment was carried out at RT 22°C. In table 9 data are shown after removing EDTA after each washing cycle.

Как показано в табл. 9, уменьшенные количества ЭДТА в соответствии с площадью пика, определенного обращенно-фазовой HPLC, после увеличения объемов для промывки свидетельствуют о том, что для частичного удаления остаточного ЭДТА необходимыми являются минимум 10 объемов для промывки не содержащей нуклеазы воды.As shown in table. 9, the reduced amounts of EDTA according to peak area determined by reverse phase HPLC after increasing wash volumes indicate that a minimum of 10 wash volumes of nuclease-free water are necessary to partially remove residual EDTA.

Тестирование определенных параметровTesting specific parameters

В предыдущих экспериментах, проведенных при КТ, было определено минимальное число циклов для промывки с использованием буферного раствора для диафильтрации, необходимых для удаления олигонуклеотидов ДНК в ходе стадии (IIа), а также минимальное число циклов промывки с использованием воды, не содержащей нуклеазы, необходимое для удаления остаточного ЭДТА в ходе стадии (IIб). Для тестирования определенных параметров, в 500 мкг иРНК добавляли олигонуклеотиды нуклеиновой кислоты длиной 10 нуклеотидов, соответствующих 2,5 мас. % целевой молекулы иРНК, 50 нуклеотидов, соответствующих 2,5 мас. % целевой молекулы иРНК и 120 нуклеотидов, соответствующих 5 мас. % объема целевой молекулы иРНК в общем питающем объеме 5 мл (названном «до TFF» в табл. 8 и табл. 9).Previous experiments conducted at RT determined the minimum number of wash cycles using diafiltration buffer required to remove DNA oligonucleotides during step (IIa), as well as the minimum number of wash cycles using nuclease-free water required to removal of residual EDTA during stage (IIb). To test certain parameters, nucleic acid oligonucleotides with a length of 10 nucleotides, corresponding to 2.5 wt., were added to 500 μg of mRNA. % target mRNA molecule, 50 nucleotides, corresponding to 2.5 wt. % of the target mRNA molecule and 120 nucleotides, corresponding to 5 wt. % volume of the target mRNA molecule in the total feed volume of 5 ml (called “before TFF” in Table 8 and Table 9).

Для экспериментов, описанных ниже, использовали следующие условия, если не указано иное. Питающий раствор, содержащий 0,1 мг/мл молекул иРНК, подвергали диафильтрации с использованием фильтрационной колонки mPES с MWCO 100 кДа со скоростью потока 15 мл/мин и ТМР приблизительно 40 мбар. Использованные объемы для промывки в обоих случаях составляли 10х, т.е. 10 объемов для промывки буферным раствором для диафильтрации, включающим 40 мМ MOPS и 10 мМ ЭДТА, с последующей промывкой 10 объемами не содержащей нуклеазу воды (названном «после TFF» в табл. 8 и табл. 9). Поскольку молекулы иРНК могут разлагаться при гидролизе, особенно при повышенных температурах, эксперименты проводили при 4°С, т.е. с использованием ледяной воды, для обеспечения минимального гидролиза молекул иРНК.For the experiments described below, the following conditions were used unless otherwise noted. The feed solution containing 0.1 mg/ml mRNA molecules was diafiltered using an mPES filtration column with MWCO 100 kDa at a flow rate of 15 ml/min and a TMP of approximately 40 mbar. The volumes used for flushing in both cases were 10x, i.e. 10 volumes of rinse with diafiltration buffer containing 40 mM MOPS and 10 mM EDTA, followed by a 10 volume wash of nuclease-free water (referred to as “post-TFF” in Table 8 and Table 9). Since mRNA molecules can decompose during hydrolysis, especially at elevated temperatures, experiments were carried out at 4°C, i.e. using ice water to ensure minimal hydrolysis of mRNA molecules.

Данные условия привели к эффективному удалению олигонуклеотидов ДНК всех трех исследованных длин (табл. 10), а также остаточного буферного раствора для диафильтрации (табл. 11), как было показано с использованием обращенно-фазовой HPLC. Кроме того, был проведен анализ размытых пиков после капиллярного гель-электрофореза с использованием анализатора фрагментов до и после очистки (табл. 12). Анализ размытых пиков свидетельствует о том, что целостность иРНК не изменялась в ходе очистки TFF и, таким образом, условия данного способа не оказывают на нее влияния.These conditions resulted in efficient removal of DNA oligonucleotides of all three lengths tested (Table 10), as well as residual diafiltration buffer (Table 11), as demonstrated using reverse phase HPLC. In addition, the diffuse peaks from capillary gel electrophoresis were analyzed using a fragment analyzer before and after purification (Table 12). Analysis of the diffuse peaks indicates that the integrity of the mRNA was not altered during TFF purification and is therefore not affected by the process conditions.

Определение трансляционной эффективности очищенных молекул иРНКDetermination of translational efficiency of purified mRNA molecules

Кроме того, представляло значительный интерес определить трансляционную эффективность полученных очищенных молекул иРНК. Следовательно, 1,4×106 клеток HEK293 высевали в 6-луночные планшеты и подвергали трансфекции 3,75 мкг молкул иРНК, очищенными, как описано выше и согласно стандартной методике, соответственно. Трансфекцию осуществляли с использованием MessengerMax (1:15). Через 24 ч клетки подвергали лизису и исследовали с использованием ЭФ ДДС-ПААГ и Вестерн-блоттинга, соответственно, с использованием в каждом случае по 50 мг клеточного лизата.In addition, it was of significant interest to determine the translational efficiency of the resulting purified mRNA molecules. Therefore, 1.4 x 10 6 HEK293 cells were seeded in 6-well plates and transfected with 3.75 μg of mRNA purified as described above and according to standard procedures, respectively. Transfection was performed using MessengerMax (1:15). After 24 h, the cells were lysed and examined by SDS-PAGE and Western blotting, respectively, using 50 mg of cell lysate in each case.

Как можно видеть на Фиг. 6, сравнимое количество молекул иРНК было детектировано с использованием Вестерн-блоттинга (А) и оценено количественно (Б).As can be seen in FIG. 6, a comparable number of mRNA molecules was detected using Western blotting (A) and quantified (B).

Определение пороговой величины для удаления иРНК разных длинDetermination of the threshold value for the removal of mRNA of different lengths

В общее количество 300 мкг целевых иРНК hCFTR добавляли различные молекулы иРНК различной длины с использованием общего объема 5 мл. Прежде всего, использовали 6 различных типов молекул иРНК для добавления каждого типа, соответствующего 16,7% в расчете на объем целевых молекул иРНК. Три типа молекул иРНК содержат кэп и хвост поли(А), и характеризуются общей длиной 3632 нуклеотида, 1864 нуклеотида и 1111 нуклеотида, соответственно. Два типа не содержат ни кэп, ни хвост поли(А) и характеризуются общей длиной 494 нуклеотида и 256 нуклеотидов, соответственно. Последний тип относится к олигонуклеотиду ДНК длиной 120 нуклеотидов, который использовали в качестве положительного контроля.Various mRNA molecules of varying lengths were added to a total of 300 μg of hCFTR target mRNAs using a total volume of 5 ml. First, 6 different types of mRNA molecules were used to add each type corresponding to 16.7% based on the volume of target mRNA molecules. The three types of mRNA molecules contain a cap and a poly(A) tail, and are characterized by a total length of 3632 nucleotides, 1864 nucleotides and 1111 nucleotides, respectively. The two types contain neither a cap nor a poly(A) tail and are characterized by a total length of 494 nucleotides and 256 nucleotides, respectively. The latter type refers to a 120-nt DNA oligonucleotide that was used as a positive control.

Раствор, содержащий добавленные молекулы иРНК, подвергали фильтрации, как описано выше, при КТ (Фиг. 7) и при 4°С (Фиг. 8), соответственно. Образцы промывали до TFF (непосредственно после получения образца) 5, 10, 15 и 20 объемами для промывки в расчете на исходный объем образца с использованием буферного раствора для диафильтрации, как описано выше, и после дополнительной промывки с использованием 10 объемов для промывки не содержащей нуклеазы воды. Для каждого цикла промывки 100 мкл образца промывали с использованием стерильного шприца и выдерживали во льду до анализа. Прохождение через поры фильтра оценивали с использованием капиллярного гель-электрофореза с использованием анализатора фрагментов.The solution containing the added mRNA molecules was filtered as described above at RT (Figure 7) and at 4°C (Figure 8), respectively. Samples were washed prior to TFF (immediately upon sample receipt) with 5, 10, 15, and 20 wash volumes per initial sample volume using diafiltration buffer as described above, and after an additional wash using 10 nuclease-free wash volumes water. For each wash cycle, 100 μL of sample was washed using a sterile syringe and kept on ice until analysis. Passage through the filter pores was assessed using capillary gel electrophoresis using a fragment analyzer.

Как показано на Фиг. 7 и Фиг. 8, предел отсечения для молекул иРНК с длиной по меньшей мере 951 нуклеотид наблюдается с использованием колонки 100 кДатРЕ8. Для молекул иРНК длиной менее 951 нуклеотид предпочтительными являются колонки с меньшим MWCO, такие как, например, колонки mPES MWCO 50 или 70 кДа.As shown in FIG. 7 and Fig. 8, the cutoff for mRNA molecules of at least 951 nucleotides in length is observed using a 100 kDatPE8 column. For mRNA molecules less than 951 nucleotides in length, lower MWCO columns are preferred, such as 50 or 70 kDa mPES MWCO columns.

Увеличение концентрации молекул иРНК с 0,1 мг/мл до 1 мг/млIncreasing the concentration of mRNA molecules from 0.1 mg/ml to 1 mg/ml

В приведенной ниже конечной серии экспериментов (Фиг. 9) процедуру фильтрации, описанную ниже, применяли к раствору, включающему в качестве целевой молекулы иРНК немодифицированную иРНК tdTomato длиной 1644 нуклеотида. Прежде всего, анализировали общий объем питающего раствора, включающий 1 мг/мл молекул иРНК, соответствующих общему количеству 5 мг молекул иРНК, также олигонуклеотид ДНК длиной 15 нулеотидов и антисмысловой олигонуклеотид длиной 25 нуклеотидов, который комплементарно связывается с исследуемыми молекулами иРНК, и представляющих 2,5 мас. % целевой молекулы иРНК, и олигонуклеотиды длиной 120 нуклеотидов, представляющих 5 мас. % целевой молекулы иРНК. Такой добавленный питающий раствор подвергали диафильтрации при 4°С с использованием фильтрационной колонки mPES MWCO 100 кДа при скорости потока 15 мл/мин и ТМР приблизительно 40 мбар. Используемые объемы для промывки представляли собой i) 10 объемов не содержащей нуклеазы воды, за которым следовало ii) 10 объемов буферного раствора для диафильтрации, содержащего 40 мМ MOPS и 10 мМ ЭДТА, за которым следовало iii) 10 объемов не содержащей нуклеазы воды.In the final set of experiments below (Figure 9), the filtration procedure described below was applied to a solution containing the unmodified 1644 nucleotide tdTomato mRNA as the target mRNA molecule. First of all, we analyzed the total volume of the feeding solution, including 1 mg/ml of mRNA molecules, corresponding to a total amount of 5 mg of mRNA molecules, as well as a DNA oligonucleotide with a length of 15 nucleotides and an antisense oligonucleotide with a length of 25 nucleotides, which complementarily binds to the studied mRNA molecules, and represents 2. 5 wt. % of the target mRNA molecule, and oligonucleotides 120 nucleotides long, representing 5 wt. % of the target mRNA molecule. This added feed solution was diafiltered at 4° C. using an mPES MWCO 100 kDa filtration column at a flow rate of 15 ml/min and a TMP of approximately 40 mbar. The wash volumes used were i) 10 volumes of nuclease-free water, followed by ii) 10 volumes of diafiltration buffer containing 40 mM MOPS and 10 mM EDTA, followed by iii) 10 volumes of nuclease-free water.

Исследовали величины размытых пиков в качестве индикатора целостности иРНК. Прежде всего, были получены следующие величины размытых пиков: предварительный размытый пик 6,4% до TFF и предварительный размытый пик 5,9% после TFF. Площади предварительных размытых пиков соответствуют доле иРНК в отношении гидролизованных продуктов. Таким образом, продукты гидролиза по данным анализа фрагментов отсутствуют и установлено, что очистка TFF не влияет на целостность иРНК.The magnitude of the diffuse peaks was examined as an indicator of mRNA integrity. First, the following blurred peak values were obtained: a pre-blurred peak of 6.4% before TFF and a pre-blurred peak of 5.9% after TFF. The areas of the preliminary diffuse peaks correspond to the proportion of mRNA in relation to hydrolyzed products. Thus, there are no hydrolysis products based on fragment analysis, and it has been established that TFF purification does not affect the integrity of the mRNA.

Типичная схема определения оптимальных параметров TFF с использованием стандартных измеренийTypical scheme for determining optimal TFF parameters using standard measurements

Ниже приведено краткое описание оптимизации метода TFF для специалистов в данной области техники, как описано выше, с использованием стандартных измеренийThe following is a brief description of the optimization of the TFF method for those skilled in the art as described above using standard measurements

Стадия (Iа)Stage (Ia)

Скорость потока TFF можно регулировать для обеспечения достаточной скорости сдвига для рециркуляции осажденных молекул иРНК в системе TFF и для смывания осажденных молекул иРНК с поверхности фильтра. Достаточный поток фильтрата обеспечивается при открытии вентиля фильтрата. Удаление ферментов можно определить, например, электрофорезом в ДДС-ПААГ и требуемые объемы для промывки можно регулировать стандартными измерениями (предпочтительно 1-20 объемов для промывки, более предпочтительно 5-15 объемов для промывки, более предпочтительно 9-11 объемов для промывки). Один объем для промывки можно определить как объем, равный объему среды для диафильтрации, например, буферного раствора ацетата аммония рН 7, в расчете на исходный питающий объем.The TFF flow rate can be adjusted to provide sufficient shear to recycle the precipitated mRNA molecules within the TFF system and to wash the precipitated mRNA molecules off the filter surface. Sufficient filtrate flow is ensured by opening the filtrate valve. Enzyme removal can be determined, for example, by SDS-PAGE and the required wash volumes can be adjusted by standard measurements (preferably 1-20 wash volumes, more preferably 5-15 wash volumes, more preferably 9-11 wash volumes). One rinse volume can be defined as a volume equal to the volume of diafiltration medium, such as ammonium acetate buffer pH 7, based on the initial feed volume.

Стадия (Iб)Stage (Ib)

Можно использовать аналогичные параметры, как описано на стадии (Iа). В данном случае буферный раствор можно заменять, например, на не содержащую нуклеазу воду для растворения молекул иРНК и для удаления буферного вещества (например, ацетата аммония). Удаление буферного вещества можно определить, например, при измерении проводимости, измерением поглощения в УФ, и требуемые объемы для промывки можно подбирать стандартными измерениями (предпочтительно 1-20 объемов, более предпочтительно 5-15 объемов, более предпочтительно 9-11 объемов для промывки). Один объем для промывки можно определить как объем, равный объему среды для диафильтрации, например, буферного раствора ацетата аммония рН 7, в расчете на исходный питающий объем.Similar parameters can be used as described in step (Ia). In this case, the buffer solution can be replaced, for example, with nuclease-free water to dissolve the mRNA molecules and to remove the buffer substance (for example, ammonium acetate). Buffer removal can be determined, for example, by conductivity measurements, UV absorbance measurements, and required wash volumes can be determined by standard measurements (preferably 1-20 volumes, more preferably 5-15 volumes, more preferably 9-11 wash volumes). One rinse volume can be defined as a volume equal to the volume of diafiltration medium, such as ammonium acetate buffer pH 7, based on the initial feed volume.

Стадия (IIа)Stage (IIa)

Скорость потока TFF можно регулировать для обеспечения достаточной скорости сдвига для рециркуляции осажденных молекул иРНК в системе TFF и для смывания осажденных молекул иРНК с поверхности фильтра. Достаточный поток фильтрата обеспечивается при открытии вентиля фильтрата. Потери исследуемой иРНК можно контролировать, например, при измерении поглощения в УФ (например, измерения при выключенной или включенной системе) в линии фильтрата. Если наблюдается потеря исследуемой иРНК скорость потока и/или ТМР можно регулировать стандартными измерениями до тех пор, пока не будет наблюдаться дополнительная потеря исследуемой иРНК. Требуемые объемы для промывки можно подбирать стандартными измерениями в зависимости от количества примесей (например, незрелые транскрипты и/или продукты гидролиза) (предпочтительно 1-20 объемов, более предпочтительно 5-15 объемов, более предпочтительно 9-11 объемов для промывки). Один объем для промывки можно определить как объем, равный объему среды для диафильтрации, например, буферного раствора ацетата аммония рН 7, в расчете на исходный питающий объем.The TFF flow rate can be adjusted to provide sufficient shear to recycle the precipitated mRNA molecules within the TFF system and to wash the precipitated mRNA molecules off the filter surface. Sufficient filtrate flow is ensured by opening the filtrate valve. Loss of the target mRNA can be monitored, for example, by measuring UV absorbance (eg, system off or on) in the filtrate line. If loss of the target mRNA is observed, the flow rate and/or TMP can be adjusted by standard measurements until no further loss of the target mRNA is observed. The required wash volumes can be adjusted by standard measurements depending on the amount of impurities (eg, immature transcripts and/or hydrolysis products) (preferably 1-20 volumes, more preferably 5-15 volumes, more preferably 9-11 wash volumes). One rinse volume can be defined as a volume equal to the volume of diafiltration medium, such as ammonium acetate buffer pH 7, based on the initial feed volume.

Стадия (IIб)Stage (IIb)

Можно использовать аналогичные параметры, как описано на стадии (IIа). В данном случае буферный раствор можно заменять, например, на не содержащую нуклеазу воду для удаления буферного раствора, например, MOPS-ЭДТА. Удаление буферного раствора можно определить, например, при измерении проводимости, измерении УФ-поглощения, и требуемые объемы для промывки можно подбирать стандартными измерениями (предпочтительно 1-20 объемов, более предпочтительно 5-15 объемов, более предпочтительно 9-11 объемов для промывки). Один объем для промывки можно определить как объем, равный объему среды для диафильтрации, например, буферного раствора ацетата аммония рН 7, в расчете на исходный питающий объем.Similar parameters can be used as described in step (IIa). In this case, the buffer solution can be replaced, for example, with nuclease-free water to remove the buffer solution, for example, MOPS-EDTA. Buffer solution removal can be determined, for example, by conductivity measurement, UV absorbance measurement, and required wash volumes can be determined by standard measurements (preferably 1-20 volumes, more preferably 5-15 volumes, more preferably 9-11 wash volumes). One rinse volume can be defined as a volume equal to the volume of diafiltration medium, such as ammonium acetate buffer pH 7, based on the initial feed volume.

Эксперименты по контролю ТМР могут способствовать определению оптимальных условий очистки молекул иРНК. Например, общий объем питающего раствора 5 мл, включающий концентрацию целевых молекул иРНК 1,0 мг/мл в буферном растворе для диафильтрации, использованном на стадии (IIа), как описано выше, подвергали диафильтрации с использованием фильтрационной колонки mPES MWCO 100 кДа и скоростью потока 15 мл/мин. Питающий поток измеряли в мл/мин при 6 различных величинах ТМР в интервале от приблизительно 50 мбар до приблизительно 150 мбар. Как видно на Фиг. 10 для иРНК tdTomato, оптимальное ТМР составляет приблизительно 50 мбар при скорости потока 15 мл/мин, но может зависеть от условий эксперимента.Experiments to control TMP can help determine optimal conditions for the purification of mRNA molecules. For example, a total feed solution volume of 5 mL, including a concentration of target mRNA molecules of 1.0 mg/mL in the diafiltration buffer solution used in step (IIa) as described above, was diafiltered using a 100 kDa mPES MWCO filtration column and flow rate 15 ml/min. The feed flow was measured in ml/min at 6 different TMP values ranging from approximately 50 mbar to approximately 150 mbar. As can be seen in FIG. 10 for tdTomato mRNA, the optimal TMP is approximately 50 mbar at a flow rate of 15 ml/min, but may depend on the experimental conditions.

Пример сравненияComparison example

Ниже описан пример, выполненный для сравнения результатов, полученных способом, описанным в данном контексте (подход 1) и способом, описанным в заявке WO 2015/164773 А1 (подход 2).Below is an example performed to compare the results obtained by the method described in this context (approach 1) and the method described in the application WO 2015/164773 A1 (approach 2).

Подход 1Approach 1

Транскрибированную in vitro немодифицированную иРНК hCFTR (см. заявку на выдачу патента США 9713626 В2, пеллет массой 5 мг) добавляли олигонуклеотиды ДНК длиной 25 нуклеотидов (нт) и 120 нуклеотидов (нт), а также молекулы иРНК глюкагон-подобного пептида 1 длиной 256 нуклеотидов (молекулы иРНК GLP-1 (SEQ ID NO: 1). Олигонуклеотиды ДНК длиной 25 нуклеотидов добавляли в иРНК в количестве 2,5% в расчете на общее количество мРНК в мкг. Олигонуклеотиды ДНК длиной 120 нуклеотидов вводили в иРНК в количестве 5,0% в расчете на общее количество мРНК в мкг.Молекулы иРНК GLP-1 длиной 256 нуклеотидов добавляли в иРНК в количестве 16% в расчете на общее количество иРНК в мкг.In vitro transcribed unmodified hCFTR mRNA (see US patent application 9713626 B2, 5 mg pellet) was supplemented with 25 nucleotide (nt) and 120 nucleotide (nt) DNA oligonucleotides, as well as 256 nucleotide glucagon-like peptide 1 mRNA molecules (GLP-1 mRNA molecules (SEQ ID NO: 1). DNA oligonucleotides 25 nucleotides long were added to mRNA in an amount of 2.5% based on the total amount of mRNA in μg. DNA oligonucleotides 120 nucleotides long were introduced into mRNA in an amount of 5.0 % based on the total amount of mRNA in μg. GLP-1 mRNA molecules with a length of 256 nucleotides were added to the mRNA in an amount of 16% based on the total amount of mRNA in μg.

Добавленные молекулы иРНК осаждали с использованием 2,5 М NH4OAc (рН 7).The added mRNA molecules were precipitated using 2.5 M NH 4 OAc (pH 7).

Для удаления белков, солей и незрелых транскриптов осуществляли стадию (Iа) с использованием 10 объемов для промывки 2,5 М NH4OAc и фильтрационной колонки mPES MWCO 500 кДа, скорости потока 15 мл/мин и ТМР 200-300 мбар (концентрация иРНК: 0,5 мг/мл).To remove proteins, salts and immature transcripts, step (Ia) was carried out using 10 wash volumes with 2.5 M NH 4 OAc and an mPES MWCO 500 kDa filtration column, flow rate 15 ml/min and TMP 200-300 mbar (mRNA concentration: 0.5 mg/ml).

Для удаления NH4OAc и для растворения молекул иРНК осуществляли стадию (Iб) с использованием 10 объемов для промывки не содержащей нуклеазы воды и фильтрационной колонки mPES MWCO 50 кДа, скорости потока 15 мл/мин и ТМР 200-300 мбар (концентрация иРНК: 0,5 мг/мл).To remove NH 4 OAc and to dissolve the mRNA molecules, step (Ib) was carried out using 10 wash volumes of nuclease-free water and an mPES MWCO 50 kDa filtration column, flow rate 15 ml/min and TMP 200-300 mbar (mRNA concentration: 0 .5 mg/ml).

Для удаления двухвалентных катионов, незрелых транскриптов и/или продуктов гидролиза осуществляли стадию (IIа) с использованием 10 объемов для промывки 40 мМ MOPS и 10 мМ ЭДТА и фильтрационной колонки mPES с MWCO 100 кДа, скорости потока 15 мл/мин и ТМР приблизительно 20 мбар (концентрация иРНК: 1,0 мг/мл).To remove divalent cations, immature transcripts and/or hydrolysis products, step (IIa) was performed using 10 wash volumes of 40 mM MOPS and 10 mM EDTA and an mPES filtration column with MWCO 100 kDa, flow rate 15 ml/min and TMP approximately 20 mbar (mRNA concentration: 1.0 mg/ml).

Для удаления буферного раствора для диафильтрации MOPS-ЭДТА осуществляли стадию (IIб) с использованием 10 объемов для промывки не содержащей нуклеазы воды и фильтрационной колонки mPES MWCO 100 кДа, скорости потока 15 мл/мин и ТМР приблизительно 20 мбар (концентрация иРНК: 1,0 мг/мл).To remove the MOPS-EDTA diafiltration buffer, step (IIb) was performed using 10 wash volumes of nuclease-free water and a 100 kDa mPES MWCO filtration column, flow rate 15 ml/min and TMP approximately 20 mbar (mRNA concentration: 1.0 mg/ml).

Полученные молекулы иРНК исследовали с использованием анализатора фрагментов/обращенно-фазовой HPLC для контроля удаления добавленных олигонуклеотидов и прибора Nanodrop для определения восстановления молекул иРНК.The resulting mRNA molecules were examined using a fragment analyzer/reverse phase HPLC to monitor the removal of added oligonucleotides and a Nanodrop instrument to determine the recovery of the mRNA molecules.

Подход 2 (описанный в заявке WO 2015/164773 А1)Approach 2 (described in WO 2015/164773 A1)

В транскрибированную in vitro немодифицированную иРНК hCFTR (см. заявку на выдачу патента США 9713626 В2, пеллет массой 10,26 мг) добавляли олигонуклеотиды ДНК длиной 25 нуклеотидов (нт) и 120 нуклеотидов (нт), а также молекулами иРНК глюкагон-подобного пептида 1 длиной 256 нуклеотидов (молекулы иРНК GLP-1 (SEQ ID NO: 1). Олигонуклеотиды ДНК длиной 25 нуклеотидов (нт) добавляли в иРНК в количестве 2,5% в расчете на общее количество мРНК в мкг.Олигонуклеотиды ДНК длиной 120 нуклеотидов добавляли в иРНК в количестве 5,0% в расчете на общее количество иРНК в мкг.Молекулы иРНК GLP-1 длиной 256 нуклеотидов добавляли в иРНК в количестве 16% в расчете на общее количество иРНК в мкг.In vitro transcribed unmodified hCFTR mRNA (see US patent application 9713626 B2, 10.26 mg pellet) was supplemented with DNA oligonucleotides of 25 nucleotides (nt) and 120 nucleotides (nt), as well as glucagon-like peptide 1 mRNA molecules 256 nucleotides long (GLP-1 mRNA molecules (SEQ ID NO: 1). DNA oligonucleotides 25 nucleotides (nt) long were added to the mRNA in an amount of 2.5% based on the total amount of mRNA in μg. DNA oligonucleotides 120 nucleotides long were added to mRNA in an amount of 5.0% based on the total amount of mRNA in μg. GLP-1 mRNA molecules with a length of 256 nucleotides were added to the mRNA in an amount of 16% based on the total amount of mRNA in μg.

Добавленные молекулы иРНК осаждали с использованием i) тиоцианата гуанидиния, лаурилсаркозилнатрия и цитрата натрия до конечных концентраций 2,09 М тиоцианата гуанидиния, 0,26% лаурилсаркозилнатрия и 13,0 мМ цитрата натрия и ii) абсолютным этанолом до конечной концентрации ~38% ЕЮН, и инкубировали в течение 5 мин при КТ.The added mRNA molecules were precipitated using i) guanidinium thiocyanate, sodium lauryl sarcosyl and sodium citrate to final concentrations of 2.09 M guanidinium thiocyanate, 0.26% sodium lauryl sarcosyl and 13.0 mM sodium citrate and ii) absolute ethanol to a final concentration of ~38% CN. and incubated for 5 min at RT.

Нанесение осуществляли с использованием приблизительно 22 мл осажденной иРНК при скорости потока приблизительно 6 мл/мин с использованием фильтрационной колонки mPES MWCO 500 кДа (концентрация иРНК: 0,52 мг/мл).Application was carried out using approximately 22 ml of precipitated mRNA at a flow rate of approximately 6 ml/min using an mPES MWCO 500 kDa filtration column (mRNA concentration: 0.52 mg/ml).

Промывку осуществляли при повторении следующих двух стадий более 5 раз при скорости потока приблизительно 6 мл/мин с использованием фильтрационной колонки mPES MWCO 500 кДа (концентрация иРНК: 0,52 мг/мл): стадия а) промывка с использованием 5 мл 2,09 М тиоцианата гуанидиния, 0,26% лаурилсаркозилнатрия и 13,0 мМ цитрата натрия, ~38% EtOH, и стадия б) промывка с использованием 5 мл 80% этанола.The washing was carried out by repeating the following two steps more than 5 times at a flow rate of approximately 6 ml/min using an mPES MWCO 500 kDa filtration column (mRNA concentration: 0.52 mg/ml): step a) washing with 5 ml of 2.09 M guanidinium thiocyanate, 0.26% sodium lauryl sarcosyl and 13.0 mM sodium citrate, ~38% EtOH, and step b) wash with 5 ml 80% ethanol.

Элюирование (стадия В) осуществляли при обработке полученной твердой иРНК 5 мл не содержащей нуклеазы воды и рециркуляцией в течение 5-10 мин (с закрытым вентилем фильтрата) для обеспечения растворения. Данную процедуру повторяли до тех пор, пока при скорости потока примерно 6 мл/мин и использовании фильтрационной колонки mPES MWCO 500 кДа (концентрация иРНК: 0,52 мг/мл) не детектировали молекулы иРНК.Elution (step B) was accomplished by treating the resulting solid mRNA with 5 ml of nuclease-free water and recirculating for 5-10 min (with the filtrate valve closed) to ensure dissolution. This procedure was repeated until mRNA molecules were detected using a flow rate of approximately 6 ml/min using an mPES MWCO 500 kDa filtration column (mRNA concentration: 0.52 mg/ml).

Диализ (стадию Г) осуществляли с использованием примерно 5 объемов для промывки, содержащих 1 мМ цитрата натрия (рН 6.4), скорости потока примерно 6 мл/мин и фильтрационной колонки mPES MWCO 500 кДа (концентрация иРНК: 0,52 мг/мл).Dialysis (step D) was performed using approximately 5 wash volumes containing 1 mM sodium citrate (pH 6.4), a flow rate of approximately 6 ml/min and a 500 kDa mPES MWCO filtration column (mRNA concentration: 0.52 mg/ml).

Полученные молекулы иРНК исследовали с использованием анализатора фрагментов/обращенно-фазовой HPLC для удаления примесей олигонуклеотидов и прибора Nanodrop для определения выхода полученных молекул иРНК.The resulting mRNA molecules were examined using a fragment analyzer/reverse phase HPLC to remove oligonucleotide impurities and a Nanodrop instrument to determine the yield of the resulting mRNA molecules.

Следует отметить, что приведенные ниже изменения использовали в случае подхода 2, описанного выше, по сравнению со способом, описанным в заявке WO 2015/164773 А1: После линейного уменьшения масштаба для поддерживания постоянной скорости сдвига в фильтрационной колонке, изначально запланированная скорость потока составляла 6 мл/мин. Однако такая скорость потока приводила к очень низкому ТМР, т.е. эффективная скорость потока фильтрта составила 0 мл/мин и диафильтрация оказалась невозможной. Поэтому скорость потока ступенчато повышали до регистрации достаточного ТМР, приводящему к значительному потоку фильтрата. Таким образом, конечная скорость потока, использованная на стадиях а) - г) находилась в интервале 20-24 мл/мин (скорость потока фильтрата от 1,1 до 1,25 мл/мин).It should be noted that the following changes were used in the case of approach 2 described above, compared to the method described in WO 2015/164773 A1: After linear downscaling to maintain a constant shear rate in the filtration column, the initially planned flow rate was 6 ml /min. However, this flow rate resulted in a very low TMP, i.e. the effective filtrate flow rate was 0 ml/min and diafiltration was not possible. Therefore, the flow rate was increased stepwise until sufficient TMP was recorded, resulting in a significant filtrate flow. Thus, the final flow rate used in steps a) - d) was in the range of 20-24 ml/min (filtrate flow rate from 1.1 to 1.25 ml/min).

Результаты, показанные в табл. 13, были получены с использованием анализатора фрагментов, который проводили на неочищенных и очищенных образцах иРНК hCFTR. Соответствующие электрофореграммы представлены на Фиг. 11 для подхода 1 и на Фиг. 12 для подхода 2, соответственно.The results shown in table. 13 were obtained using a fragment analyzer, which was performed on crude and purified hCFTR mRNA samples. The corresponding electropherograms are presented in Fig. 11 for approach 1 and FIG. 12 for approach 2, respectively.

В случае подхода 1 удаление примесей олигонуклеотидов (25 нуклеотидов и 120 нуклеотидов) в основном обеспечивалось на стадии (Iа)/(Iб). Стадия (IIа) необходима для удаления иРНК длиной 256 нуклеотидов, моделирующих длинные продукты гидролиза. На стадии (IIб) не происходит дополнительное удаление иРНК длиной 256 нуклеотидов, в свою очередь происходит удаление продуктов гидролиза и незрелых последовательностей (стадия (IIа) с использованием высокоэффективного хелатирующего агента, такого как ЭДТА.In the case of approach 1, removal of oligonucleotide impurities (25 nucleotides and 120 nucleotides) was mainly achieved in step (Ia)/(Ib). Stage (IIa) is necessary to remove 256 nucleotides long mRNA, which models long hydrolysis products. In step (IIb), no additional removal of the 256 nucleotide long mRNA occurs, but in turn, removal of hydrolysis products and immature sequences occurs (step (IIa) using a highly effective chelating agent such as EDTA.

В случае подхода 2 удаление примесей олигонуклеотидов (25 нуклеотидов и 120 нуклеотидов) наблюдалось только частично на стадиях А - В. На стадии Г олигонуклеотиды ДНК длиной 120 нуклеотидов удалялись не полностью. иРНК длиной 256 нуклеотидов, моделирующие длинные продукты гидролиза, практически полностью оставались в образце после очистки TFF. Таким образом, проведение диализа с использованием 1 мМ цитрата натрия (стадия Г) не оказывает значительного эффекта на дополнительное удаление олигонуклеотидов ДНК длиной 120 нуклеотидов, моделирующих длинные продукты гидролиза.In the case of approach 2, removal of oligonucleotide impurities (25 nucleotides and 120 nucleotides) was observed only partially at stages A - B. At stage D, DNA oligonucleotides 120 nucleotides long were not completely removed. mRNA of 256 nucleotides in length, simulating long hydrolysis products, remained almost completely in the sample after TFF purification. Thus, dialysis with 1 mM sodium citrate (step D) does not have a significant effect on the additional removal of 120 nucleotide DNA oligonucleotides, which model long hydrolysis products.

Ниже подробно описана последовательность иРНК длиной 256 нуклеотидов, использованная в данном контексте.The 256 nucleotide mRNA sequence used in this context is described in detail below.

SEQ ID No: 1SEQ ID No: 1

Последовательность кодон-оптимизированного GLP-1Codon-optimized GLP-1 sequence

часть промотера Т7, С: этрис минимальный 5'UTR, за которым следует дополнительный нуклеотид U, TISU 5'UTR, стартовый кодон, последовательность иРНКкодон-оптимизированного GLP-1, стоп-кодон. часть участка рестрикции EcoRI.part of the T7 promoter, C: etris minimal 5'UTR followed by an additional nucleotide U, TISU 5'UTR, start codon, mRNA codon-optimized GLP-1 sequence, stop codon. part of an EcoRI restriction site.

Для экспериментов с добавлением олигонуклеотидов использовали не-полиаденилированную иРНК.For experiments with the addition of oligonucleotides, non-polyadenylated mRNA was used.

Claims (22)

1. Способ очистки молекул иРНК, где указанный способ включает1. A method for purifying mRNA molecules, where said method includes (Iа) очистку осажденных молекул иРНК из суспензии, включающей осажденные молекулы иРНК, с использованием первого раствора,(Ia) purifying the precipitated mRNA molecules from the suspension comprising the precipitated mRNA molecules using the first solution, (Iб) промывку и растворение очищенных осажденных молекул иРНК, полученных на стадии (Iа), с использованием второго раствора,(Ib) washing and dissolving the purified precipitated mRNA molecules obtained in step (Ia) using a second solution, (IIа) очистку молекул иРНК из растворенных молекул иРНК, полученных на стадии (Iб), с использованием третьего раствора, включающего хелатирующий агент, а затем(IIa) purifying the mRNA molecules from the dissolved mRNA molecules obtained in step (Ib) using a third solution containing a chelating agent, and then (IIб) промывку очищенных молекул иРНК, полученных на стадии (IIа) с использованием четвертого раствора,(IIb) washing the purified mRNA molecules obtained in step (IIa) using the fourth solution, где стадии (Iа)-(IIб) проводят с использованием фильтрации в тангенциальном потоке.where stages (Ia)-(IIb) are carried out using tangential flow filtration. 2. Способ по п. 1, где хелатирующим агентом является ЭДТА.2. The method according to claim 1, where the chelating agent is EDTA. 3. Способ по п. 1 или 2, где значение рН третьего раствора находится в интервале от 1 до 10.3. Method according to claim 1 or 2, where the pH value of the third solution is in the range from 1 to 10. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, где третий раствор включает буферное вещество MOPS.4. The method of any one of the preceding claims, wherein the third solution comprises a MOPS buffer. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, где стадии (Iа)-(IIб) проводят при температуре от 0°С до 25°С.5. The method according to any of the previous paragraphs, where stages (Ia)-(IIb) are carried out at a temperature from 0°C to 25°C. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, где перед стадией (Iа) указанную суспензию получают с использованием ацетата аммония для осаждения молекул иРНК, и где первый раствор содержит ацетат аммония.6. The method as claimed in any one of the preceding claims, wherein before step (Ia), said suspension is prepared using ammonium acetate to precipitate the mRNA molecules, and wherein the first solution contains ammonium acetate. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, где второй раствор представляет собой воду или где четвертый раствор представляет собой воду или включает хлорид и/или цитрат натрия.7. A method according to any of the preceding claims, wherein the second solution is water or where the fourth solution is water or includes sodium chloride and/or citrate. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, где молекулы иРНК содержатся в концентрате после фильтрации в тангенциальном потоке.8. The method according to any of the preceding claims, wherein the mRNA molecules are contained in the concentrate after filtration in a tangential flow. 9. Способ по п. 8, где концентрат, полученный на стадии (Iа), используют в качестве питающего потока раствора для фильтрации в тангенциальном потоке на стадии (Iб), концентрат, полученный на стадии (Iб), используют в качестве питающего потока раствора на стадии (IIа), и концентрат, полученный на стадии (IIа), используют в качестве питающего раствора на стадии (IIб).9. The method according to claim 8, where the concentrate obtained at stage (Ia) is used as a feed stream of the solution for filtration in tangential flow at stage (Ib), the concentrate obtained at stage (Ib) is used as a feed stream of the solution in step (IIa), and the concentrate obtained in step (IIa) is used as a feed solution in step (IIb). 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, где молекулы иРНК, содержащиеся в суспензии, получают транскрипцией in vitro.10. The method according to any of the preceding claims, wherein the mRNA molecules contained in the suspension are obtained by in vitro transcription. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, где способ дополнительно включает дефосфорилирование и/или полиаденилирование и/или пост-кэппинг молекул иРНК.11. The method according to any of the preceding claims, where the method further comprises dephosphorylation and/or polyadenylation and/or post-capping of mRNA molecules. 12. Способ по п. 11, где способ включает дефосфорилирование молекул иРНК, полученных на стадии (Iб), с последующим выполнением этапов (Iа)-(IIб), с последующим полиаденилированием полученных молекул мРНК, с последующим выполнением стадий (Iа)-(IIб).12. The method according to claim 11, where the method includes dephosphorylation of the mRNA molecules obtained at stage (Ib), followed by stages (Ia)-(IIb), followed by polyadenylation of the resulting mRNA molecules, followed by stages (Ia)-( IIb). 13. Способ по любому из предшествующих пунктов, где в случае стадии (Iа) для фильтрации в тангенциальном потоке используют фильтрационную мембрану с пределом отсечения по молекулярной массе от 300 кДа до 0,65 мкм, и/или где в случае стадий (Iб) и (IIб) используют фильтрационную мембрану с пределом отсечения по молекулярной массе 1 кДа до 0,65 мкм, и/или в случае стадии (IIа) используют фильтрационную мембрану с пределом отсечения по молекулярной массе по меньшей мере 70 кДа.13. The method according to any of the preceding paragraphs, where in the case of stage (Ia) a filtration membrane with a molecular weight cut-off limit of 300 kDa to 0.65 μm is used for filtration in tangential flow, and/or where in the case of stages (Ib) and (IIb) use a filtration membrane with a molecular weight cut-off limit of 1 kDa to 0.65 μm, and/or in the case of step (IIa) use a filtration membrane with a molecular weight cut-off limit of at least 70 kDa. 14. Способ по любому из предшествующих пунктов, где объем диафильтрации любого первого, второго, третьего и/или четвертого раствора составляет 1-кратный объем суспензии на стадии (Iа).14. The method according to any of the preceding claims, wherein the volume of diafiltration of any first, second, third and/or fourth solution is 1 times the volume of the suspension in stage (Ia). 15. Способ получения фармацевтической композиции, включающий15. A method for producing a pharmaceutical composition, including (а) очистку молекул иРНК способом по любому из пп. 1-14 и(a) purifying mRNA molecules by the method according to any one of claims. 1-14 and (б) переработку полученных таким образом молекул иРНК в фармацевтическую композицию.(b) processing the thus obtained mRNA molecules into a pharmaceutical composition.
RU2021126015A 2019-02-11 2020-02-11 mRNA PURIFICATION BY TANGENTIAL FLOW FILTRATION RU2810003C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19156522.5 2019-02-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021126015A RU2021126015A (en) 2023-03-14
RU2810003C2 true RU2810003C2 (en) 2023-12-21

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160024139A1 (en) * 2013-03-15 2016-01-28 Glaxosmithkline Biologicals Sa Rna purification methods
EA201591229A1 (en) * 2013-03-14 2016-01-29 Шир Хьюман Дженетик Терапис, Инк. METHODS OF CLEANING MATRIX RNA
EA201691696A1 (en) * 2014-04-25 2017-03-31 Шир Хьюман Дженетик Терапис, Инк. METHODS OF CLEANING MATRIX RNA
WO2018157133A1 (en) * 2017-02-27 2018-08-30 Translate Bio, Inc. Methods for purification of messenger rna
WO2018157141A1 (en) * 2017-02-27 2018-08-30 Translate Bio, Inc. Methods for purification of messenger rna

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA201591229A1 (en) * 2013-03-14 2016-01-29 Шир Хьюман Дженетик Терапис, Инк. METHODS OF CLEANING MATRIX RNA
US20160024139A1 (en) * 2013-03-15 2016-01-28 Glaxosmithkline Biologicals Sa Rna purification methods
EA201691696A1 (en) * 2014-04-25 2017-03-31 Шир Хьюман Дженетик Терапис, Инк. METHODS OF CLEANING MATRIX RNA
US10155785B2 (en) * 2014-04-25 2018-12-18 Translate Bio, Inc. Methods for purification of messenger RNA
WO2018157133A1 (en) * 2017-02-27 2018-08-30 Translate Bio, Inc. Methods for purification of messenger rna
WO2018157141A1 (en) * 2017-02-27 2018-08-30 Translate Bio, Inc. Methods for purification of messenger rna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2021204521B2 (en) Methods for purification of messenger rna
US20220348976A1 (en) Immobilized poly(n)polymerase
US20190177714A1 (en) Immobilized inorganic pyrophosphatase (ppase)
JP2022003095A (en) Encapsulation of messenger RNA
JP6586075B2 (en) Method for purifying messenger RNA
WO2020165158A1 (en) Mrna purification by tangential flow filtration
KR20210060480A (en) Method for purifying messenger RNA
JP2007505613A (en) Method for preparing pharmaceutical grade plasmid DNA
RU2810003C2 (en) mRNA PURIFICATION BY TANGENTIAL FLOW FILTRATION
EP4165205A1 (en) Analysis of nucleic acid mixtures
WO2021163134A1 (en) Methods and compositions for messenger rna purification
WO2017027371A1 (en) Production of adamts13 using mrna